用于AD2S1210旋变数字参考信号输出的高电流驱动器
AD2S80A中文手册
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分辨率可变的单芯片 旋变数字转换器 AD2S80A
单芯片(BiMOS ll) R/D转换器 40引脚DIP封装 44引脚LCC封装 10/12/14/16位分辨率由用户设置 比率转换 低功耗：300 mW（典型值） 动态性能由用户设置 高跟踪速率：1040 RPS（10位，最大值） 速度输出 工业温度范围版本 军用温度范围版本 2类ESD防护（2,000 V，最小值） 提供/883 B产品
弧分 弧分 弧分 代码 代码
% FSD % FSD mV µV/°C % FSD V % rm s O /P kΩ V mA
1 mA负载 均值 过压保护 短路输出保护 10、12、14和16 双向自然二进制 逻辑LO至INHIBIT 逻辑LO使能位置 输出。逻辑HI输出处于 高阻抗状态 MS Byte DB1–DB8、 LS Byte DB9–DB16 LS Byte DB1–DB8、 LS Byte DB9–DB16 内部拉高 (100 kΩ)至+VS 10位 12位 14位 16位
S120单轴驱动器选型手册 V1.3
Sinamics S120 AC/AC 驱动器
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西门子(中国)有限公司 自动化与驱动集团 运动控制部
Sinamics S120 系列丛书
S120 AC/AC 产品简易选型手册
第一章 SINAMICS S120 驱动器的概述
Sinamics S120 AC/AC 单轴驱动器是在西门子推出的新一代交流驱动产品－Sinamics S120 的基础上，又新增 加的集整流和逆变于一体的新驱动器，它是集 V/F、矢量和伺服控制功能的高精度、高性能的新型驱动器。它 既能控制普通的三相异步电动机，又能控制同步伺服电机、力矩电机及直线电机。其强大的定位功能将实现进 给轴的绝对、相对定位。 Sinamics S120 产品包括：用于共直流母线的 DC/AC 逆变器和用于单轴的 AC/AC 变频器。
－伺服控制模式 －矢量控制模式 －V/F 控制模式 控制电源 环境温度
1 相. 200 V - 240 V AC ±10% (-15% < 1 分钟) 3 相. 380 V - 480 V AC ±10% (-15% < 1 分钟) 47 Hz - 63 Hz 约 1.35 x 进线电压
0 Hz - 650 Hz 0 Hz - 300 Hz 0 Hz - 300 Hz 24 V DC, -15/+20% 0℃到+40℃
• 单轴控制的 AC/AC 变频器，通常又称为 Sinamics S120 单轴交流驱动器，其结构形式为电源模块和 电机模块集在一起，特别适用于单轴的速度和定位控制。
本书只介绍 Sinamics S120 单轴交流驱动器， 而 Sinamics S120 多轴驱动器，将在另一本书作详细描述。
Sinamics S120 AC/AC 单轴驱动器由两部分组成：控制单元和功率模块
ADS1251在高精度稳流电源中的应用
ADS1251在高精度稳流电源中的应用谢小峰;郭宏林;杨永锋【摘要】ADS1251是一种高精度、宽动态范围的24位△-∑结构模数转换器.介绍了AD S1251的功能特点,并给出了ADS1251芯片在数字化高精度稳流电源中用于采集转换闭环电流反馈信号的硬件电路,与微处理器的接口方法及其时序控制.【期刊名称】《电气传动自动化》【年(卷),期】2011(033)005【总页数】5页(P37-41)【关键词】ADS1251;高精度稳流电源;串行接口;时序控制【作者】谢小峰;郭宏林;杨永锋【作者单位】南京禄口国际机场动力技术部,江苏南京210029;天水电气传动研究所有限责任公司,甘肃天水741020;甘肃烟草工业有限责任公司天水分厂,甘肃天水741020【正文语种】中文【中图分类】TN71 引言在高精度电源的控制电路中，全数字化的控制调节器已逐步取代传统的模拟控制电路。
而在数字控制器用于调节闭环的反馈回路中，负责电流及电压等模拟信号采样的模数转换器（ADC）成为影响数字调节器性能的关键硬件。
通常，在数字化高精度电源中，其数字调节器至少应包含两个调节环，即电流闭环和电压闭环。
每个调节闭环的反馈回路都需要一个能满足其精度及速度要求的A／D转换器。
一般来说，电流环和电压环对于A／D转换器的需求是不同的，电流环的带宽窄但是要求的分辨率和稳定度高；电压环的带宽比较宽，而对稳定度的要求低于电流环。
对于高精度稳流电源，电流环对输出电流信号的采集精度及稳定度提出了极高的要求。
电流闭环反馈回路中所需的模数转换器件（ADC）需要尽可能高的分辨率和稳定度。
稳流电源中，受调节器带宽的影响，电流环对速度的要求并不很高。
因此△-∑型A／D转换器是最佳的选择。
从通用的角度考虑，需要选择允许双极性输入的A／D转换器；而考虑到PCB板的设计及控制软件设计过程中，具备串行数据接口的A／D转换器相对更易于实现。
2 ADS1251简介△-∑型模数转换器ADS1251具有高精度、宽动态范围、低功耗等特点，非常适合用于非高速变化信号的高精度数据实时采集转换。
适合高频开关和静态开关应用的mosfet驱动器LTC7001
适合高频开关和静态开关应用的mosfet驱动器
LTC7001
加利福尼亚州米尔皮塔斯(MILPITAS, CA) 和马萨诸塞州诺伍德(NORWOOD, MA) 亚德诺半导体(Analog Devices, Inc.，简称ADI) 旗下凌力尔特公司(Linear Technology Corporation) 推出高速、高压侧N 沟道MOSFET 驱动器LTC7001，该器件以高达150V 电源电压运行。
其内部充电泵全面增强了外部N 沟道MOSFET 开关，使其能够保持无限期接通。
LTC7001 强大的1Ω栅极驱动器可凭借非常短的转换时间和35ns 传播延迟，非常方便地驱动栅极电容很大的MOSFET，因此很适合高频开关和静态开关应用。
LTC7001 用来接收以地为基准的低压数字输入信号，并快速驱动一个漏极电压可能在0V 至135V (绝对最大值为150V) 之间的高压侧N 沟道。
MOSFET驱动芯片UCC27211中文资料
UCC27210UCC27211ZHCS501E –NOVEMBER 2011–REVISED AUGUST 2013120V 升压，4A 峰值电流，高频高侧和低侧驱动器查询样片:UCC27210,UCC27211特性应用范围•用独立输入驱动高侧和低侧配置中的两个N 通道金•针对电信，数据通信和商用的电源属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)•半桥和全桥转换器•最大引导电压120V 直流•推挽转换器•4A 吸收，4A 源输出电流•高电压同步降压型转换器•0.9Ω上拉和下拉电阻•两开关正激式转换器•输入引脚能够耐受-10V 至20V 的电压，并且与电•有源箝位正激式转换器源电压范围无关•D 类音频放大器•晶体管-晶体管逻辑电路(TTL)或伪CMOS 兼容输入版本说明•8V 至17V VDD 运行范围，（绝对最大值20V ）UCC27210和UCC27211驱动器基于常见的•7.2ns 上升和5.5ns 下降时间（采用1000pF 负载UCC27200和UCC27201MOSFET 驱动器，但是对时）性能进行了几项重大改进。
峰值输出上拉和下拉电流•快速传播延迟时间（典型值18ns)已经被增加至4A 拉电流和4A 灌电流，并且上拉和下•2ns 延迟匹配拉电阻已经被减少至0.9Ω，因此可以在MOSFET 的•用于高侧和低侧驱动器的对称欠压闭锁功能米勒效应平台转换期间用尽可能小的开关损耗来驱动大•可提供全部行业标准封装（小外形尺寸集成电路功率MOSFET 。
现在，输入结构能够直接处理-10(SOIC)-8封装，PowerPAD™SOIC-8，4mm x VDC ，这增加了稳健耐用性，并且可实现与栅极驱动4mm 小外形尺寸无引线(SON)-8封装和4mm x 变压器的直接对接，而无需使用整流二极管。
此输入4mm SON-10）与电源电压无关，并且具有一个20V 的最大额定值。
•-40℃至140℃的额定温度范围典型应用图Please be aware that an important notice concerning availability,standard warranty,and use in critical applications of Texas Instruments semiconductor products and disclaimers thereto appears at the end of this data sheet.PowerPAD is a trademark of Texas Instruments.UCC27210UCC27211ZHCS501E–NOVEMBER2011–REVISED 说明（续）UCC27210/1的开关节点（HS引脚）能够处理-18V最大电压，这可保护高侧通道不受固有负电压所导致的寄生电感和离散电容的损坏。
基于旋转变压器的永磁同步电机初始定位的方法
1 2 =A0 (5)
根据式(4)，式(5)，电机位置角可以表示为：
Ax A0 (6)
同样在电机刚开始旋转时的电机初始位置可由下式得 到：
图 6 为 SPI 读取的绝对角度信息 （3）把电机停到 0 位置，也就是给电机提供一个与定 子 A 轴轴线重合的电压矢量即可。 选择两相静止定子坐标系， 由永磁同步电机的数学模型可地它的定子电压方程为：
0 Ax1 (1 2 ) Ax1 A0
(7) 可得
其中， Ax1 为电机刚开始旋转时从 AS5040 读出的绝对角 度值。 从上面过程可以看到，一个必需的步骤是要在电机位置角 0 的时刻，从 AD2S1200 读出 A0。 利用直流制动的方法使电机转子停到与 A 相轴线重合的 位置，也就是零度角位置。 在 dq 轴坐标系下，基于坐标变换和 SVPWM 原理，通过软件 设计可生成 0-360゜的高分辨率电压矢量。由 SVPWM 主导转 子的定位，将电机置于开环状态，使得 为固定值， 为 0，park 反变换角度给定固定值为θ，此时电机转子磁场方 向和定子给定电压矢量方向一致，永磁体转到θ位置。直流 制动构架图如图 5。
图 2 旋变解码芯片外围功能电路图 AD2S1200 被设置成串行输出模式，与系统的主 CPU （TMS320F28335）通信。由电平转换芯片 ADG3308BRUZ 实现 AD2S1200 输出的 5V 电平到 DSP 输入 3.3V 电平之间的转换。 电路如图 3 所示。
图 1 旋变的工作原理图 当旋转变压器转子随电机同步旋转时，在初级励磁绕组 上外加交流励磁电压，次极输出绕组中便会产生感应电动势， 大小为励磁与转子旋转角正余弦的乘积。旋转变压器输入输 出关系如下： （1） （2） （3） 式中： —励磁最大幅值； —励磁角频率； k—旋转变压器变比； —转子旋转角度。 （2）AD2S1200 是一款旋变/数字转换芯片，其主要工作 特性和参数是：①5V 单电源供电；②输出 12 位绝对位置信 息和带符号位的 11 位速度信息；③具有串行通信接口和并 行通信借口；④励磁频率为 10KHz ，12KHz ，15KHz ，20KHz 可编程。 本系统采用 ISE70-30D08 型旋变，它所需的激磁电压为 3-7V（有效值） 。初次级电压比为 0.286，而 AD2S1200 输出 的励磁信号峰-峰值为 8.2V，接收的正余弦信号峰-峰值为 （3.6±10%）V，所以励磁电压信号从图 2 所示 AD2S1200 的 236 2015 年 18 期
MT-030_cn
其中，θ为旋变器转子的角度。数字角度φ应用于余弦乘法器，其余弦值乘以V1得到以下 项： V sinωt sinθ cosφ. 公式8
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数字角度φ同时应用于正弦乘法器，其正弦值乘以V2得到以下项： V sinωt cosθ sinφ. 这两个信号由误差放大器相减，产生如下形式的交流误差信号： V sinωt [sinθ cosφ – cosθ sinφ]. 运用简单的三角恒等式，可以将上式简化为： V sinωt [sin (θ – φ)]. 公式11 公式10 公式9
2.
3.
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AD S 芯片手册 中文
直流和交流伺服电机控制 编码器仿真 电动助力转向 电动汽车 集成的启动发电机/交流发电机 汽车运动检测与控制
概述
AD2S1210是一款10位至16位分辨率旋变数字转换器，集成 片上可编程正弦波振荡器，为旋变器提供正弦波激励。
转换器的正弦和余弦输入端允许输入3.15 V p-p ± 27%、频率 为2 kHz至20 kHz范围内的信号。Type II伺服环路用于跟踪 输入信号，并将正弦和余弦输入端的信息转换为输入角度 和速度所对应的数字量。最大跟踪速率为3125 rps。
旋变-数字转换 ....................................................................... 16 故障检测电路 ......................................................................... 16 片上可编程正弦波振荡器 ................................................... 18 合成参考生成 ......................................................................... 18 AD2S1210配置............................................................................. 20 工作模式................................................................................. 20 寄存器映射................................................................................... 21 位置寄存器 ............................................................................. 21 速度寄存器 ............................................................................. 21
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用于AD2S1210旋变数字参考信号输出
的高电流驱动器
ADI 时间:2011年06月17日
字 体: 大 中 小
关键词:数字转换器驱动器振荡器运算放大器电路
ADI
电路功能与优势
旋变数字转换器(RDC)广泛用于汽车和工业应用中，用来提供电机轴位置/
速度反馈信息。
AD2S1210是一款完整的10位至16位分辨率RDC，片内集成可编程正弦波振
荡器，为旋变器提供激励。由于工作环境恶劣，AD2S1210（C级和D级）的额定
温度范围为−40°C至+125°C的扩展工业温度范围。
图1所示的高电流驱动器放大AD2S1210的参考振荡器输出并进行电平转换，
从而优化与旋变器的接口。该驱动器是一个使用双通道、低噪声、精密运算放大
器AD8662和分立互补发射极跟随器输出级的复合放大器。一个类似的驱动器级
用于互补激励输出，从而提供一个全差分信号来驱动旋变器初级绕组。AD8662
提供8引脚窄体SOIC和8引脚MSOP两种封装，额定温度范围均为−40°C至
+125°C的扩展工业温度范围。
图1. 用于AD2S1210 RDC参考信号输出的高电流缓冲器（原理示意图，未显示
去耦和所有连接）
RDC与旋转传感器配合使用，以便检测电机轴的位置和转速。在这种应用中，
旋变器利用正弦波参考信号进行激励。初级绕组上的旋变器激励参考信号被转换
为两个正弦差分输出信号：正弦和余弦。正弦和余弦信号的幅度取决于实际的旋
变器位置、旋变器转换比和激励信号幅度。
RDC同步采样两个输入信号，以便向数字引擎（即所谓Type II跟踪环路）
提供数字化数据。Type II跟踪环路负责计算位置和速度。典型应用电路如图2
所示。
图2. AD2S1210 RDC典型应用电路
由于旋变器的输入信号要求，激励缓冲器必须提供高达200 mA的单端电流。
图1所示的缓冲电路不仅提供电流驱动能力，而且提供AD2S1210激励输出信号
的增益。本电路笔记说明性能要求及推荐的激励缓冲拓扑结 构。典型旋变器的
输入电阻在100 Ω至200 Ω之间，初级线圈应利用7 V rms的电压驱动。
该转换器支持3.15 V p-p ±27%范围的输入信号。AD2S1210的额定频率范
围为2 kHz至20 kHz。采用Type II跟踪环路跟踪输入信号，并将正弦和余弦
输入端的信息转换为输入角度和速度所对应的数字量。该器件的额定最大跟踪速
率为3,125 rps。在16位分辨率时，位置输出的精度误差最大值为±5.3弧分。
电路描述
AD2S1210采用5 V电源供电，输出缓冲电路要求12 V电源，以便向旋变器
提供所需的差分信号幅度。
图1所示为AD2S1210、AD8662和相关电路的原理图，其中包括一个推挽输
出级，它能够向旋变器提供所需的电源。本电路的优势之一是当不存在信号时，
输出晶体管只需要少量静态电流。
AD2S1210的激励输出通常在EXC和EXC 输出端提供3.6 V p-p正弦信号，
这将产生一个7.2 V p-p差分信号。
汽车旋变器的典型转换比为0.286。因此，如果将一个单位增益缓冲器配合
AD2S1210使用，则旋变器输出的幅度约为差分2 V p-p。这种信号的幅度不足以
满足AD2S1210的输入幅度要求。理想情况下，正弦和余弦输入应具有差分3.15
V p-p的幅度，因此缓冲器级应提供约1.5的增益。
图1所示激励缓冲器的增益通过电阻R1和R2设置。在电路测试期间，R1
和R2电阻的值分别为10 kΩ和15.4 kΩ，对应的增益为1.54。
电阻R3和R4设置放大器的共模电压VCM(2) = +3.75 V。激励输出的共模
电压VCM(1) = +2.5 V（中间电源电压）。因此，缓冲器输出共模电压VCM(OUT)
约为+5.7 V（+12 V电源的大约一半）。
2.2 kΩ电阻为推挽电路输入端的二极管D1、D2提供偏置电流，并确立该
侧的静态电流。D1和Q1上的电压(VBE)应保持一致，D2和T2上的电压(VBE)应
保持一致。3.3 Ω电阻和4.7 Ω电阻上的电压也应保持一致。
选择运算放大器AD8662 是为了满足推挽输出级的驱动要求。旋变器和RDC
转换器往往用于恶劣环境中，因此一般需要能够在扩展温度范围（−40°C至
+125°C）工作的器件。该 运放应提供2 MHz以上的带宽，输入失调电压应小于
1 mV。注意不得在0 V附近向信号引入失真，因为该失真可能无法被旋变器本身
滤除。确保无失真的方法是设置输出晶体管的偏置，使得过零时仍然有足够的电
流来维持线性。
由于所选的拓扑结构可以采用单电源供电，因此针对缓冲器选择的运放也应
当能够采用单供电轨供电。AD8662采用+5 V至+16 V的单电源供电，提供轨到
轨输出，因而是理想的选择。
电容C1与电阻R2并联形成一个低通滤波器，用来滤除EXC和EXC 输出上
可能存在的任何噪声。应谨慎选择此滤波器的截止频率，确保滤波器所引起的载
波相移不超过AD2S1210的锁相范围。注意，电容C1不是必需的，因 为旋变器
可以滤除AD2S1210激励输出中的高频成分。
应当注意，在电路验证过程中，旋变器的输出直接连接到AD2S1210输入。
客户应用中经常会使用其它调整电阻和/或无源RC滤波器。在 AD2S1210之前可
以使用其它无源器件，但应注意不要超过数据手册规定的AD2S1210最大锁相范
围。外部无源器件可能会导致通道间幅度不匹配误 差，这会直接转化为位置误
差。因此，信号路径中推荐使用至少1%容差的电阻和5%容差的电容。
图3所示为70°角时采集到的12位角度精度码直方图。图4所示为16位
角度精度码直方图。图5所示为100 rps旋转速率和16位分辨率设置时的速度
输出码直方图。
图3. 12位角度精度码直方图，70°角，10,000次采样
图4. 16位角度精度码直方图，70°角，10,000次采样
图5. 16位速度输出码直方图，100 rps，10,000次采样
评估结果表明，AD2S1210与所示的激励缓冲电路一起使用能够实现产品数
据手册说明的模拟精度和速度精度。
根据应用和传感器的具体要求，可以更改AD2S1210和AD8662周围的器件值。
例如，通过改变电阻值，用户可以调整偏置电压、幅度和缓冲电路输出端的最大
驱动能力。
常见变化
图1所示的缓冲电路可以在不做任何修改的情况下与ADI公司的其它旋变数
字转换器一起使用，例如AD2S1200 andAD2S1205。为了改变输出幅度、驱动能
力和失调电压，用户应适当调整无源器件。
如果系统需要其它运算放大器，可以考虑AD8664和AD8661，它们分别是
AD8662的四通道版本和单通道版本。
电路评估与测试
为了评估和测试AD2S1210与本电路笔记所述的电路，我们开发了评估板
EVAL-AD2S1210EDZ。详细原理图、材料清单和用户说明请参阅EVAL-AD2S1210EDZ
评估板用户指南。
设备要求
为了测试和评估所述电路，需要评估板EVAL-AD2S1210EDZ、评估控制器板
EVAL-CED1Z、旋变器和带USB接 口的PC（Windows™ 2000™或Windows™ XP™）。
某些情况下可以用旋变器自整角机标准代替旋变器，以便仿真实际传感器的功
能。 North Atlantic Model 5300是一款合适的旋变器仿真器。
开始使用
EVAL-CED1Z板的详细运作信息请参阅EVAL-CED1Z转换器评估与开发平台和
EVAL-CED1Z技术文档。
设置与测试
关于AD2S1210测试的详细信息请参阅EVAL-AD2S1210EDZ评估板用户指南。