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同时采样A/D变换器及其应用

发布时间:2007/8/15 0:00:00 访问次数:459

    两款新型同时采样A/D变换器MAX125和MAX126是完整的14位数据采集系统,可以同时跟踪和保持8个输入中的4个输入(见图1)。板上定序器可通过编程来选择对哪4个(或少于4个)通道进行数字化。吞吐量速率范围为250ksps(一个通道)~76ksps(所有4个通道)。输入范围是±5V(MAX125)和±2.5V(MAX126)。

    4个跟踪/保持(T/H)级的每一级可在A和B输入间切换,产生8个可能的输入通道。图2示出跟踪模式的A通道。每个T/H输入中的T开关使相邻通道间的串扰最小。4个地址引脚选择通道号和工作模式,每个输入电路容许±17V过压。该芯片还包含电压基准(漂移为30ppm/℃)。

    MAX125/126变换器有广泛的应用,这包括:

    ·场定向控制,使AC马达工作如同DC马达一样;

    ·线路故障保护系统中高电压、三相波形的测量;

    ·基于Coriolis质量流量计中相位差检测;

    ·对卫星调谐器IC的I和Q信号数字化;

    ·用在汽车制造业的基于雷达碰撞报警系统中,可去掉中频级。

场定向控制

    场定向控制(Field-orieneed control,FOC)使AC马达工作如同DC马达,这是MAX125/126变换器的一种主要应用。DC马达中的电刷和整流子组合件保证场(定子)电流对转子电流总是保持正确的角度。这就是可说的场定向,这一条件可使转子产生所标定的最大转矩两个元素分离开来和对它们进行直接控制,使场定向能为马达提供快速和精确的动态响应。为了改变马达转矩,需要改变转子电流分量Iq,Iq决定产生的转矩和保持场或磁化电流分量为常数。从图3可确定磁化电流:

    Id=Vd=jωLm (1)

    式中Id:磁化电流分量,Vd:定子电压,ω:所加电压角频率,Lm:转子的磁化电感。

    所以,保持Vd/ω比为常数可在不同速度下保持恒定转矩。另外,改变定子电压Vd也可控制速度。尽管Vd电压不能直接测量,若知道在不同温度下马达的三相中的一相输入电压VXR、定子电流Is和定子电阻Rs就可推导出Vd:

    Vd=VxR-IsRS (2)

    场定向控制分为:直接,间接和无传感器三类。

    直接FOC直接测量转子角,是用安装在马达罩中的传感器测得的。

    间接FOC测量速度,用解算器来测量速度,再对速度积分来确定转差角。在AC异步马达中,转子中的转动场使转子与定子场以相同的方向转动,但角频率较低。其频率之间的差称之为转差频率,而它们之间的角度称之为转差角。转子角频率加转差频率给出所需的定子频率。所以,频率是这种控制技术的副产品而不是控制变量。

    无传感器FOC倍受关注,特别是一些启用中不能从转子直接信号反馈情况,需要无传感器FOC。例如,海上石油钻机的水下泵和其他系统,其马达和驱动电子装置离的很远。无传感器FOC和直接、间接FOC不同,它在马达的定子端执行所有的测量和计算(见图4)。从图4和图5的向量图可见:MAX125对两个转子相电流ib和ic进行数字化。注意,只需要两个相电流,而第3个相电流ia可以从假设(3个相电流是120°相位差、瞬时相加值为0)中推导出来。3个电流然后通过Clarke变换技术变换为α和β轴的二相正交系统。

    两款新型同时采样A/D变换器MAX125和MAX126是完整的14位数据采集系统,可以同时跟踪和保持8个输入中的4个输入(见图1)。板上定序器可通过编程来选择对哪4个(或少于4个)通道进行数字化。吞吐量速率范围为250ksps(一个通道)~76ksps(所有4个通道)。输入范围是±5V(MAX125)和±2.5V(MAX126)。

    4个跟踪/保持(T/H)级的每一级可在A和B输入间切换,产生8个可能的输入通道。图2示出跟踪模式的A通道。每个T/H输入中的T开关使相邻通道间的串扰最小。4个地址引脚选择通道号和工作模式,每个输入电路容许±17V过压。该芯片还包含电压基准(漂移为30ppm/℃)。

    MAX125/126变换器有广泛的应用,这包括:

    ·场定向控制,使AC马达工作如同DC马达一样;

    ·线路故障保护系统中高电压、三相波形的测量;

    ·基于Coriolis质量流量计中相位差检测;

    ·对卫星调谐器IC的I和Q信号数字化;

    ·用在汽车制造业的基于雷达碰撞报警系统中,可去掉中频级。

场定向控制

    场定向控制(Field-orieneed control,FOC)使AC马达工作如同DC马达,这是MAX125/126变换器的一种主要应用。DC马达中的电刷和整流子组合件保证场(定子)电流对转子电流总是保持正确的角度。这就是可说的场定向,这一条件可使转子产生所标定的最大转矩两个元素分离开来和对它们进行直接控制,使场定向能为马达提供快速和精确的动态响应。为了改变马达转矩,需要改变转子电流分量Iq,Iq决定产生的转矩和保持场或磁化电流分量为常数。从图3可确定磁化电流:

    Id=Vd=jωLm (1)

    式中Id:磁化电流分量,Vd:定子电压,ω:所加电压角频率,Lm:转子的磁化电感。

    所以,保持Vd/ω比为常数可在不同速度下保持恒定转矩。另外,改变定子电压Vd也可控制速度。尽管Vd电压不能直接测量,若知道在不同温度下马达的三相中的一相输入电压VXR、定子电流Is和定子电阻Rs就可推导出Vd:

    Vd=VxR-IsRS (2)

    场定向控制分为:直接,间接和无传感器三类。

    直接FOC直接测量转子角,是用安装在马达罩中的传感器测得的。

    间接FOC测量速度,用解算器来测量速度,再对速度积分来确定转差角。在AC异步马达中,转子中的转动场使转子与定子场以相同的方向转动,但角频率较低。其频率之间的差称之为转差频率,而它们之间的角度称之为转差角。转子角频率加转差频率给出所需的定子频率。所以,频率是这种控制技术的副产品而不是控制变量。

    无传感器FOC倍受关注,特别是一些启用中不能从转子直接信号反馈情况,需要无传感器FOC。例如,海上石油钻机的水下泵和其他系统,其马达和驱动电子装置离的很远。无传感器FOC和直接、间接FOC不同,它在马达的定子端执行所有的测量和计算(见图4)。从图4和图5的向量图可见:MAX125对两个转子相电流ib和ic进行数字化。注意,只需要两个相电流,而第3个相电流ia可以从假设(3个相电流是120°相位差、瞬时相加值为0)中推导出来。3个电流然后通过Clarke变换技术变换为α和β轴的二相正交系统。

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