【導(dǎo)讀】工業(yè)機(jī)器人是“工業(yè)4.0”的重要元素。據(jù)《機(jī)器人商業(yè)評(píng)論》，國際機(jī)器人聯(lián)盟稱2018年服務(wù)機(jī)器人行業(yè)銷售額增長了32％，達(dá)到92億美元。該行業(yè)包括專業(yè)和家用機(jī)器人，例如自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）、維護(hù)機(jī)器人和機(jī)器人家電（真空吸塵器、草坪設(shè)備等）。
工業(yè)、汽車和電氣/電子行業(yè)占總部署的一半以上，金屬和機(jī)械、塑料、化工和食品飲料也占很大比例。亞洲仍然是全球最大的工業(yè)機(jī)器人市場，但在消費(fèi)方面，北美占全球消費(fèi)機(jī)器人市場的40％，據(jù)估計(jì)，從2018年至2020年，復(fù)合年增長率(CAGR)為16％。
由于48V電源總線已普遍用于各種應(yīng)用中，因其是通用的最高安全電壓。工程師可減少系統(tǒng)保護(hù)，從而減少重量、成本和損耗。在機(jī)器人應(yīng)用中，由48V供電的電機(jī)通常也更小，這支持更小、更輕的接合，從而提高機(jī)器能效、靈巧性和可靠性，同時(shí)減少重量和成本。這創(chuàng)造了更多使用機(jī)器人的潛在機(jī)會(huì)，以提高所有行業(yè)的流程自動(dòng)化。
機(jī)器人設(shè)計(jì)含許多功能元素，包括聯(lián)接、圖像感知、電源轉(zhuǎn)換和電機(jī)控制，具體取決于應(yīng)用。還有許多不同的電源子系統(tǒng)，例如AC - DC轉(zhuǎn)換、DC - DC轉(zhuǎn)換、電池管理、多相轉(zhuǎn)換器、負(fù)載點(diǎn)（PoL）轉(zhuǎn)換、線性調(diào)節(jié)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
許多現(xiàn)代機(jī)器人應(yīng)用都使用48 V總線在系統(tǒng)周圍傳輸電源，是典型的12 V總線損耗的1/16，或支持使用更細(xì)更輕的電纜。在固定機(jī)器人安裝中，48V將由市電電源產(chǎn)生，將采用功率因數(shù)校正（PFC）前端。
通常，感知、成像和計(jì)算功能需要降5V電壓至亞伏級(jí)。非隔離型PoL轉(zhuǎn)換器發(fā)揮重要作用，把較高的48V電源軌轉(zhuǎn)換為IC所需電壓。在某些情況下，中間總線電壓（通常為12V）是用松散調(diào)節(jié)的中間總線轉(zhuǎn)換器（IBC）生成，而PoL會(huì)將12V轉(zhuǎn)換為IC的電源電壓。單級(jí)轉(zhuǎn)換越趨流行，且現(xiàn)在有許多PoL轉(zhuǎn)換器可直接從48V電源軌轉(zhuǎn)換為IC電源電壓。
機(jī)器人應(yīng)用的電源架構(gòu)必須高效可靠，并提供高功率密度水平，使機(jī)器人可以足夠小巧快速，以很好地執(zhí)行其功能。選擇合適的半導(dǎo)體是構(gòu)成機(jī)器人內(nèi)各種電源功能的關(guān)鍵。
安森美半導(dǎo)體是這樣的公司典范，擁有專知并投資以提供廣泛的器件和電源產(chǎn)品，使設(shè)計(jì)人員能夠?yàn)闄C(jī)器人應(yīng)用設(shè)計(jì)高性能電源方案。我們提供領(lǐng)先行業(yè)的產(chǎn)品，以推動(dòng)機(jī)器人的最新技術(shù)趨勢(shì)。作為全球第二大MOSFET供應(yīng)商，我們?cè)谥袎菏袌錾暇佑陬I(lǐng)先地位，提供30 V至150 V的最低導(dǎo)通電阻RDS（on）。我們廣泛的產(chǎn)品范圍包括 “超級(jí)結(jié)”（SJ）MOSFET，多個(gè)不同版本針對(duì)不同開關(guān)類型和應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。 “ FAST”器件在硬開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中提供高能效，而“ Easy Drive”器件確保低EMI和降低電壓尖峰，硬開關(guān)和軟開關(guān)應(yīng)用都適用。
我們還提供各種高壓門極驅(qū)動(dòng)器，使微控制器或其他邏輯電路能直接控制MOSFET。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，簡單的 隔離驅(qū)動(dòng)器如NCD570x系列可能是適合的。
高度集成的方案如智能功率模塊（IPM）帶來許多好處。通常，它們集成多個(gè)IGBT或MOSFET用于三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這些模塊比分立方案提供更好的熱性能，因?yàn)樗衅骷假N裝在同一基板上。它們還能夠處理更高的電流水平，同時(shí)降低電磁干擾(EMI)，而且比分立方案更小更輕。
除這些方案外，安森美半導(dǎo)體還提供全面的產(chǎn)品陣容用于機(jī)器人電源應(yīng)用，包括電子熔絲(eFuse)、PFC IC、整流器、電流檢測器和提供輔助電源軌的開關(guān)器件。電流檢測運(yùn)算放大器采用我們的零漂移技術(shù)，提供一種具成本優(yōu)勢(shì)的方案，在不斷升高的環(huán)境溫度下保持精確讀數(shù)的反饋。高電源抑制比(PSRR) 低壓降穩(wěn)壓器(LDO)系列可濾除電源中的噪聲，以保持信號(hào)完整性，從而確保好的電機(jī)功能。此外，EEPROM可靠性和強(qiáng)固性極高，非常適合工業(yè)應(yīng)用。
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