【導讀】機(ji)器(qi)人(ren)離(li)不(bu)開(kai)精(jing)度(du)。電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)可(ke)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)機(ji)器(qi)人(ren)處(chu)理(li)複(fu)雜(za)任(ren)務(wu)的(de)能(neng)力(li)

，同(tong)時(shi)加(jia)快(kuai)轉(zhuan)矩(ju)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)
，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)更(geng)平(ping)滑(hua)的(de)類(lei)人(ren)型(xing)運(yun)動(dong)。功(gong)能(neng)隔(ge)離(li)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)讓(rang)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)更(geng)小(xiao)的(de)設(she)計(ji)中(zhong)實(shi)現(xian)更(geng)精(jing)確(que)的(de)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)，從(cong)而(er)使(shi)它(ta)們(men)更(geng)智(zhi)能(neng)、更安全和更高效。

想象一個類人機器人嚐試穿針引線，或者一個協作機器人 (cobot) 在食品加工廠中處理易碎品。極輕微的計算錯誤也會導致它們無法實現目標。

機(ji)器(qi)人(ren)離(li)不(bu)開(kai)精(jing)度(du)。電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)可(ke)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)機(ji)器(qi)人(ren)處(chu)理(li)複(fu)雜(za)任(ren)務(wu)的(de)能(neng)力(li)
，同(tong)時(shi)加(jia)快(kuai)轉(zhuan)矩(ju)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)
，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)更(geng)平(ping)滑(hua)的(de)類(lei)人(ren)型(xing)運(yun)動(dong)。功(gong)能(neng)隔(ge)離(li)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)讓(rang)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)更(geng)小(xiao)的(de)設(she)計(ji)中(zhong)實(shi)現(xian)更(geng)精(jing)確(que)的(de)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)，從(cong)而(er)使(shi)它(ta)們(men)更(geng)智(zhi)能(neng)、更安全和更高效。

隨著低於 60V dezizhuyidongjiqirenheleirenjiqirendengjiqirenchengdanyuelaiyuefuzadejiaose

，tamenxuyaoyunxinggengchangshijianbingjuyougenggaodedianyuanxiaolv。jingquededianliuhedianyajianceceliangzhijieduijingduhekuaisuzhuanjuxiangyingshijianchanshengyingxiang，jinershijiqirennenggougengkuai、更精確地到達其目前位置和方向。在實現安全導航和執行突發任務（例如對負載或環境條件的變化做出反應）時(shi)，納(na)秒(miao)級(ji)時(shi)間(jian)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。這(zhe)些(xie)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)為(wei)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)
，使(shi)機(ji)器(qi)人(ren)能(neng)夠(gou)即(ji)時(shi)調(tiao)整(zheng)其(qi)動(dong)作(zuo)並(bing)在(zai)執(zhi)行(xing)任(ren)務(wu)期(qi)間(jian)保(bao)持(chi)精(jing)度(du)。圖(tu) 1 顯示了電流和電壓檢測精度如何幫助機器人提高準確性。

圖 1：電流和電壓檢測精度會影響精密機器人執行任務的方式

需要提高傳感能力

jinguandianyahedianliujiancejiejuefangankeyiweidangjindejiqirenxitongdailaizhuduoyichu
，danyaoshixiangenggaoxingnengdeganying，rengyouxuduotiaozhanxuyaogongke。yigepubiandenantishiruhezhenduitigonggeidianjidedianliuhedianyazhixingjingquededizaoshengceliang。zaimuqiandejiqirenxitongzhong
，sanxiangnibianqiyididianliuhuodidianyadianpingyunxing，bingchanshengshuntaizaosheng，kenenghuiganraoxianyoufeigelishichuanganqiceliangdejingdu。

在zai設she計ji具ju有you精jing細xi運yun動dong技ji能neng的de機ji器qi人ren時shi

，較jiao慢man的de轉zhuan矩ju響xiang應ying和he較jiao不bu精jing確que的de運yun動dong可ke能neng會hui帶dai來lai巨ju大da的de挑tiao戰zhan
，而er執zhi行xing複fu雜za任ren務wu正zheng需xu要yao以yi非fei常chang平ping滑hua且qie可ke控kong的de方fang式shi實shi施shi這zhe些xie技ji能neng。

設計工程師麵臨的另一個挑戰是許多機器人（包括移動機器人）都由電池供電
，因此很難在保持性能的同時優化能效。功率不足還會導致係統故障、任務持續時間有限和運營成本增加。

除(chu)了(le)性(xing)能(neng)方(fang)麵(mian)的(de)挑(tiao)戰(zhan)之(zhi)外(wai)，緊(jin)湊(cou)型(xing)類(lei)人(ren)機(ji)器(qi)人(ren)中(zhong)用(yong)於(yu)附(fu)加(jia)傳(chuan)感(gan)電(dian)路(lu)的(de)空(kong)間(jian)也(ye)有(you)限(xian)。在(zai)不(bu)顯(xian)著(zhu)增(zeng)加(jia)模(mo)塊(kuai)尺(chi)寸(cun)或(huo)係(xi)統(tong)重(zhong)量(liang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)

，集(ji)成(cheng)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)和(he)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)電(dian)路(lu)可(ke)能(neng)是(shi)一(yi)大(da)難(nan)題(ti)。

jinxingjiqirenshejishi，xuyaozaigaoyahediyayuzhonggelidianyuanhekongzhidianlu。yaofangzhifashengduanlushijianhuochuxianguoyaqingkuang，jiuxuyaokuaisuzhunquedifaxianzhexieguzhang，yibimiansunhuaiqitayuanjian。

實現精確的電流和電壓測量

weilekefuchuantongjiqirenzaishejifangmiandetiaozhan
，dezhouyiqidegongnenggelishizhuanhuanqishishejirenyuannenggoushixianpingwendezhuanjucaozuohejingquededianjikongzhi，tongshizaidiyu 60V 的緊湊設計中保持小尺寸和低成本。

AMC0106M05 和 AMC0106M25 功能隔離式 Δ-Σ 電流感應調製器以及 AMC0136 功能隔離式電壓感應調製器可實現更精確的電流和電壓測量。與如今的 8 位到 11 位模擬解決方案相比，這些器件具有 12 到 14 個有效位數 (ENOB)
，如圖 2 所示。測量精度的提高可以改進對低電流和電壓電平的測量，從而實現精細的機器人任務和移動。

圖 2：提高 ENOB 和過采樣率有助於降低噪聲和提高分辨率

電隔離式調製器具有 150V/ns 的高共模瞬態抗擾度 (CMTI)，可改善防噪性能和係統級溫漂。數字接口確保脈寬調製開關不會影響測量精度。這些特性使機器人設計人員能夠使用 50V/ns 或更高的開關速度來實現高效的氮化镓電機設計。開關柵極時
，高 CMTI 還可以降低電源接地噪聲幹擾微控製器的風險，從而防止數據損壞和性能下降。

除了功能隔離式調製器實現的性能優勢外，這些器件采用 3.5mm x 2.7mm 封裝，與其他增強型隔離式調製器解決方案相比，可將感應解決方案的尺寸縮小 50% 以上（參閱圖 3）。這種更小的外形尺寸還支持使用更小的印刷電路板 (PCB)，從而實現更小的機器人。

圖 3：AMC0106M05 將 PCB 解決方案尺寸縮小 50%

AMC21C12 功能隔離式比較器有助於實現 290ns 的de響xiang應ying時shi間jian

，以yi防fang止zhi出chu現xian短duan路lu事shi件jian或huo過guo壓ya情qing況kuang等deng故gu障zhang。這zhe種zhong故gu障zhang檢jian測ce速su度du可ke以yi通tong過guo快kuai速su關guan斷duan柵zha極ji驅qu動dong器qi來lai幫bang助zhu避bi免mian係xi統tong中zhong的de其qi他ta元yuan件jian損sun壞huai。

結語

suizhegongnenggelishichuanganhegaosuzhuanjuxiangyingfangmianqudeyuqijinzhan，renmenkeyichangxiangjiqirenweilaikeshixiandegezhongkenengxing。tamenkeyijinxinggaojixianweishoushuhuogaosuzuzhuangxiaoxingdianzichanpin。zizhuyidongjiqirenkeyizaifuzadehuanjingzhonggenggaoxiaodidaohang；協作機器人可以在裝配線中更安全地工作
；類人機器人可以進行複雜的維修，甚至還可以洗衣服。

其他資源

• 應用手冊適用於 48V 機器人和伺服驅動器的高分辨率、小尺寸相電流檢測介紹了如何設計精確可靠的基於分流器的電流檢測子係統

• 請查看德州儀器基於 GaN 的機器人參考設計：適用於集成式電機驅動器的 48V/16A 小型三相 GaN 逆變器參考設計 (TIDA-010936)

• 查看德州儀器高功率機器人參考設計：適用於集成式電機驅動器的 48V、4kW 小型三相逆變器參考設計 (TIDA-010956)

• 閱讀隔離式信號鏈解決方案工程師指南
  ，以詳細了解德州儀器的隔離式放大器、調製器和比較器產品係列

• 購買德州儀器的 DIYAMC-0-EVM 通用自製 (DIY) 隔離式放大器和調製器評估模塊來評估這些新器件

• 
  

關於德州儀器

德州儀器（TI）（納斯達克股票代碼：TXN）是一家全球性的半導體公司，從事設計
、製造和銷售模擬和嵌入式處理芯片
，用於工業、汽車、個人電子產品、企qi業ye係xi統tong和he通tong信xin設she備bei等deng市shi場chang。我wo們men致zhi力li於yu通tong過guo半ban導dao體ti技ji術shu讓rang電dian子zi產chan品pin更geng經jing濟ji實shi用yong
，讓rang世shi界jie更geng美mei好hao。如ru今jin
，每mei一yi代dai創chuang新xin都dou建jian立li在zai上shang一yi代dai創chuang新xin的de基ji礎chu上shang，使shi我wo們men的de技ji術shu變bian得de更geng可ke靠kao
、更經濟、更節能，從而實現半導體在電子產品領域的廣泛應用。

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