机器人关节电机驱动方案记录(MCU + GaN 器件组合)
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最近在研究机器人 关节电机这块的驱动方案,看到一个挺有意思的组合,记录一下。
整体思路是用一块专门做电机控制的 MCU 搭配 GaN(氮化镓)功率器件来驱动关节电机,两块配合下来在效率和体积上都比传统方案有改善,下面分开说说。
控制核心
控制部分用的是一颗面向电机控制和数字电源转换场景的 MCU,内核是 Arm Cortex-M33。定位属于入门系列,适合那种不需要高速 ADC 也不需要高级 HRPWM 功能、但又需要一定处理能力的设计。
这类 MCU 比较常见的用途包括:机器人关节驱动、HVAC(暖通空调)、家用电器、照明系统、电动工具这些场景。
功率器件
功率这边换成了 GaN 晶体管,对比传统硅开关主要有这几个改善:
效率更高:开关损耗低了不少,整体系统效率跟着上去
体积更小:开关频率高了之后,无源元件可以用更小的,整个设计尺寸能压下来
更轻:元件小了、材料少了,系统重量自然跟着降
散热和可靠性更好:比传统硅器件的散热表现好,大电流场景下可靠性也更强,设计上也考虑了抗高压尖峰,使用寿命相对更长
几点加在一起,对机器人这种对体积、重量、效率都比较敏感的应用场景来说还挺合适的。
方案细节和资料在这里,感兴趣可以去看看:
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