用于工业设备的微型功率模块有哪些（用于工业设备的微型功率模块是）

无论是暖通空调阀门、工厂设备还是医疗设备，这些系统都依赖执行器和电机来实现运动。我们可以想象简单的运动，其中电机简单地旋转并且轴移动。您是否想过如何控制电机来实现不同的速度和位置，无论是圆形、线性还是笛卡尔电机？这就是称为编码器和旋转变压器的微型电子设备发挥作用的地方，以帮助控制速度和位置。它们安装在电机轴内部或非常靠近电机轴，有时称为旋转位置传感器、运动反馈传感器和换能器传感器。

旋转变压器和编码器

让我们了解一些技术知识，但不要讨论太多细节。虽然编码器和解析器在功能上非常相似并且有些可互换，但它们是不同的。编码器具有更高的分辨率和更高的速度；旋转变压器往往能够在恶劣环境下提供更高的精度和可靠的运行。

旋转变压器：将位置和速度转换为电信号

旋转变压器用于有刷和无刷电机，有助于测量电机的旋转。从根本上讲，旋转变压器就像一个旋转的微型变压器！事实上，它之所以被称为旋转变压器，是因为它的两个次级绕组是固定的，称为定子，而初级绕组则位于电机的轴上，称为转子。次级装置的峰值电压将随着旋转变压器轴的旋转而变化，从而提供旋转程度的电气测量。当次级绕组正交安装时，输出信号异相90 度。一个输出称为正弦，另一个输出称为余弦。旋转变压器数字转换器(RDC) 使用这些正弦和余弦信号来解码电机的角位置和旋转速度，并将其馈送到微控制器。旋转变压器的磁性元件和电子元件集成在同一外壳中，提供更快的性能。然而，这给PCB 面积和恶劣的热环境带来了压力。

增量编码器：确定方向

与旋转变压器一样，增量编码器产生两个由盘上均匀蚀刻的分区产生的输出信号。在光学编码器中，圆盘的一侧是光源，而圆盘的另一侧提供两个光检测器。一个检测器的输出标记为通道A，另一个检测器的输出标记为通道B—— 两个输出均馈送到微控制器。圆盘安装在电机轴上，而光源和检测器是固定的。当圆盘随电机旋转时，检测器记录每个分区中断光路的时间。刻在盘上的刻度数等于编码器线数。两个探测器的位置有助于感知从暗到亮的变化，每个转变计数有助于测量轴的独特角位置。两个探测器的相对位置有助于确定方向。关闭到关闭的指示灯指示一个方向，而关闭到关闭的指示灯则感测另一个方向。

旋转变压器和编码器有助于在工厂车间实现运动部件的精确且可重复的定位，有助于制造具有高吞吐量、低成本和广泛灵活性的产品。它们可以准确解析和编码电机轴、其他旋转轴或电机和机器的笛卡尔/线性运动的位置。

如今，随着智能的提高和操作员需要双向控制，编码器和旋转变压器甚至通过基于RS-485 或以太网等标准的通信协议与系统控制器(PLC) 和HMI 面板联网。

一切都与空间有关

在典型的环形电机编码器或旋转变压器中，PCB面积为40mm2或更小，对于电子设备来说，在处理完RDC、微控制器、接口和网络连接之后，几乎没有空间容纳电压调节器。但当100Vin时负载电流超过300mA-24mA且电机外壳温度容易超过100时，用户就不能再使用线性稳压器了。该怎么办？尽管开关稳压器IC 很小，但每个IC 都配有一整套零件：电感器、补偿电阻器和电容器，以及一堆其他分立元件以使其正常工作。市场上很多调节器都超过了整个40mm2！业界领先的客户正在使用Maxim 的Himalaya uSLIC 电源模块，该模块尺寸仅为3mmx2.6mm，并采用完全集成的组件，以保持整个电源解决方案的小型化。你是谁？如果没有，是时候重新考虑一下你的优势了。

图3：Himalayan uSLIC 电源模块采用微型封装，可接受4.0V 至42V 的宽输入电压。

审稿编辑：郭婷