وبلاگ شرکت در مورد ADI LTC4372CDD کنترلر دیود ایده آل جریان کم ساکن برای ربات های انسان نما

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. ADI را تامین و بازیافت می کندLTC4372CDDکنترل کننده دیود ایده آل با جریان کم.با ویژگی های اصلی مانند مصرف انرژی بسیار کم در محدوده میکرو آمپر، محدوده ولتاژ فوق العاده گسترده، خاموش شدن معکوس فوق سریع و بسته فشرده، دقیقاً الزامات طراحی دقیق سیستم های منبع تغذیه ربات انسان نما را برآورده می کند، و آن را به جزء ارجح برای منبع تغذیه اضافی، محافظت از باتری و جلوگیری از تغذیه برگشت بار در برنامه های رباتیک تبدیل می کند.

منLTC4372CDDبررسی اجمالی محصول

LTC4372CDD یک کنترل کننده دیود ایده آل با ولتاژ بالا و جریان کم است که در بسته بندی فشرده 3 میلی متر × 3 میلی متر 8-WFDFN قرار دارد. این دیود که به طور خاص برای جایگزینی دیودهای شاتکی برق سنتی طراحی شده است، مسیر برق را با افت ولتاژ رو به جلو تقریباً صفر با راندن یک ماسفت خارجی کانال N کنترل می کند، در نتیجه مشکلات تولید گرما و کاهش عمر باتری ناشی از افت ولتاژ 0.4-0.6 ولت معمولی دیودهای معمولی را کاملاً حل می کند.

راLTC4372CDDدستگاه چهار مزیت اصلی را ترکیب می کند: مصرف برق در حالت خاموش بسیار کم، تحمل ولتاژ گسترده، مسدود کردن معکوس فوق سریع و حفاظت معکوس با ولتاژ بالا. این برای طیف گسترده ای از سناریوهای حفاظت از برق با لینک کامل، از جمله باتری های اصلی 48 ولت برای ربات های انسان نما، منابع تغذیه اضافی چند کاناله، منابع تغذیه درایو سروو، منابع تغذیه پشتیبان MCU و توزیع نیرو برای سنسورهای بینایی مناسب است، که آن را به دستگاه PMIC اصلی برای سیستم های فشرده و با استقامت بالا ربات های انسان نما تبدیل می کند.

II. مشخصات الکتریکی کلیدیLTC4372CDD

1. جریان ساکن بسیار کم (یک مزیت کلیدی برای استقامت ربات)

جریان ساکن معمولی: فقط 5μA

جریان خاموش حالت خاموش شدن SHDN: کمتر از 0.5μA

روبات های انسان نما دارای تعداد زیادی بارهای آماده به کار متناوب هستند (حالت های خواب مشترک سروو، آماده به کار دوربین، و نظارت کم مصرف توسط پردازنده های مشترک). مصرف برق ساکن در سطح میکرو آمپر می تواند به طور قابل توجهی تخلیه باتری سیستم را در حالت آماده به کار کاهش دهد و در نتیجه طول مدت یک چرخه عملیاتی را افزایش دهد.

2. محدوده ولتاژ عملیاتی گسترده

ولتاژ کاری: 2.5-80 ولت سازگار با باس اصلی باتری 24 ولت / 48 ولت لیتیوم یون و شاخه های ولتاژ پایین کمکی 5 ولت / 12 ولت موجود در ربات های انسان نما، که تمام سطوح ولتاژ منبع تغذیه برای موتورهای سروو، بردهای محاسباتی هوش مصنوعی، سنسورهای IMU و محرک های دستی را پوشش می دهد.

3. حفاظت از قطع جریان معکوس فوق العاده سریع

زمان خاموش شدن عیب معکوس ≤ 1.5 میکروثانیه. در صورت توقف اضطراری مفصل ربات، اتصال کوتاه باتری یا جریان معکوس از چندین منبع برق، جریان معکوس را می توان در عرض میلی ثانیه قطع کرد و از فرسودگی ماسفت و آسیب به تراشه کنترل اصلی جلوگیری کرد و در نتیجه ایمنی کنترل حرکت ربات انسان نما را تضمین کرد.

4. حفاظت از ولتاژ معکوس قوی

پشتیبانی از منبع تغذیه معکوس با ولتاژ 28- ولت، از بین بردن خطر خرابی منبع تغذیه در سراسر سیستم ناشی از اتصالات معکوس باتری یا وصل/قطع نادرست کابل، و برای سناریوهایی که شامل جداسازی مکرر ربات و مونتاژ مجدد و همچنین اشکال زدایی در فضای باز است، مناسب است.

5. قابلیت های درایو و توپولوژی

درایو MOSFET با کانال N سطح بالا که می تواند منبع تغذیه یا افزونگی را با یک دستگاه واحد تامین کند، یا ماسفت های پشت سر هم را برای سرکوب جریان هجومی و ایجاد قطع ارتباط سخت مسیر بار، هدایت کند. حداکثر جریان رسانایی 10 آمپر را پشتیبانی می کند و نیازهای منبع تغذیه برای سرووهای پا و کمر پرقدرت را برآورده می کند.

6. بسته بندی و محدوده دما

راLTC4372CDDیک مدل تجاری با محدوده دمای عملیاتی 0 تا 70 درجه سانتیگراد است. این دارای یک بسته 3×3 میلی متری DFN روی سطح است که کمترین فضای PCB را اشغال می کند و آن را برای چیدمان های برد مدار محدود موجود در بدنه و اتصالات ربات انسان نما مناسب می کند.

III. ویژگی های کلیدی محصول ازLTC4372CDD(مزایای خاص ربات های انسان نما)

1. تلفات بسیار کم در حالت، کاهش تولید گرما و نیازهای مدیریت حرارتی در ربات ها

دیودهای شاتکی معمولی معمولاً دارای افت ولتاژ در حالت 0.5 ولت یا بیشتر هستند. در مدارهای سروو پرقدرت، این امر منجر به تولید گرمای مداوم می شود که به ساختارهای مدیریت حرارتی اضافی و افزایش وزن ربات نیاز دارد. هنگامی که با ماسفت Rdson کم جفت می شود،LTC4372CDDمی تواند افت ولتاژ در حالت را تا محدوده میلی ولت کاهش دهد، به طور قابل توجهی مصرف برق در مسیر برق را کاهش دهد، بار طراحی حرارتی ربات را کاهش دهد و دستیابی به طراحی بدنه سبک وزن را آسان تر کند.

2. مصرف انرژی در حالت آماده به کار در محدوده میکرو آمپر، افزایش عمر باتری ربات

روبات‌های انسان‌نما بیشتر زمان خود را در عملکرد متناوب می‌گذرانند: سرووها بین راه رفتن و حرکات گرفتن وارد حالت خواب می‌شوند، دوربین‌های بینایی در حالت آماده‌باش هستند، و ماژول‌های ایمنی پشتیبان با منبع تغذیه ثابت در حالت آماده‌باش باقی می‌مانند. با جریان عملیاتی 5 μA و جریان خاموش شدن 0.5 μA، تخلیه باتری ناچیز است. در مقایسه با کنترل‌کننده‌های دیود ایده‌آل مشابه، مصرف انرژی بیش از 60 درصد کاهش می‌یابد و به طور موثر زمان کار مداوم ربات را با همان ظرفیت باتری افزایش می‌دهد.

3. ایزوله منبع تغذیه اضافی چند کاناله برای اطمینان از ایمنی عملکردی ربات

روبات‌های انسان‌نما از معماری منبع تغذیه دوگانه متشکل از یک باتری اصلی و یک باتری اضطراری پشتیبان استفاده می‌کنند. LTC4372CDD به عنوان یک کنترل کننده OR-ING عمل می کند و به طور خودکار منبع تغذیه با ولتاژ بالاتر را انتخاب می کند. در صورت خالی شدن باتری اصلی یا مدار باز، به طور یکپارچه به منبع تغذیه پشتیبان سوئیچ می کند، از از دست دادن تعادل در حین حرکت و سقوط های کنترل نشده جلوگیری می کند، در نتیجه تامین برق بدون وقفه سیستم حرکت را تضمین می کند.

4. جداسازی خطای بسیار سریع برای مقاومت در برابر ضربه های گذرا در طول حرکت ربات

حرکات مفاصل با سرعت بالا، برخوردها و توقف موتور می تواند EMF قابل توجهی ایجاد کند که به احتمال زیاد باعث برگشت جریان معکوس و آسیب به تراشه های کنترل اصلی و مدیریت توان می شود. قابلیت خاموش کردن فوق سریع 1.5μs دستگاه فوراً جریان معکوس را قطع می‌کند و شاخه معیوب را بدون تأثیر بر عملکرد عادی سایر مفاصل، دید و ماژول‌های محاسباتی جدا می‌کند و در نتیجه پایداری کلی ربات را افزایش می‌دهد.

5. بسته بندی فوق العاده فشرده، مناسب برای تابلوهای کنترل رباتیک مینیاتوری

بسته DFN 3mm × 3mm فضای بسیار کمتری را نسبت به راه حل های بسته بندی MSOP اشغال می کند. می توان آن را در مناطقی با فضای بسیار محدود، مانند بردهای سروو درایور دستی، ماژول های دید گردن و بردهای میکروکنترل مچ پا، ادغام کرد که از کوچک سازی و طراحی سبک وزن روبات های انسان نما پشتیبانی می کند.

6. سازگاری با ولتاژ کامل، راه حل مدیریت توان ربات را متحد می کند

یک تراشه واحد سنسورهای ولتاژ پایین (2.5 ولت)، بردهای کنترل ولتاژ متوسط ​​(12 ولت / 24 ولت) و ریل های اصلی سروو ولتاژ بالا (48 ولت) را پوشش می دهد، BOM سیستم را ساده می کند و نیاز به ذخیره انواع مختلف IC های حفاظت از توان و همچنین حجم کاری طراحی مرتبط را کاهش می دهد.

IV. سناریوهای کاربردی معمولی برایLTC4372CDD

1. 48 ولت باتری اصلی افزونگی یا حفاظت

منبع تغذیه هسته محرکه ربات انسان نما که امکان سوئیچ خودکار بین باتری های اولیه و ثانویه را فراهم می کند تا از خاموش شدن و سقوط به دلیل افت نیرو جلوگیری کند.

2. حفاظت از تغذیه برگشتی برای درایوهای سروو مشترک

مسیرهای منبع تغذیه برای سروو موتورهای پرقدرت در پاها، کمر و بازوها، که ضربه معکوس ناشی از EMF پشتی موتور را سرکوب می کند.

3. منبع تغذیه پشتیبان برای سنسورهای AI Vision / IMU

مدارهای قدرت آماده به کار برای دوربین ها و سنسورهای نگرش. جریان سکون بسیار کم مصرف برق آماده به کار را کاهش می دهد.

4. حفاظت از توان ثابت برای ماژول های کنترل ایمنی

واحدهای ایمنی برای خاموش شدن اضطراری و تشخیص برخورد؛ مصرف انرژی بسیار کم در حالت خاموش شدن در حالی که در حالت آماده به کار باقی می ماند، آماده است تا در هر زمان اقدامات حفاظتی را آغاز کند.

5. منبع تغذیه میکرو ایزوله برای محرک های دستی

تخته‌های میکرو درایو برای سرووهای پنج انگشتی، حفاظت از اتصال معکوس و سرکوب موج در فضاهای محدود را فراهم می‌کنند.

6. مدار سرکوبگر ولتاژ روشن سیستم گسترده

استفاده از ماسفت های پشت سر هم برای سرکوب جریان هجومی در هنگام روشن شدن، در نتیجه از عمر باتری های لیتیوم یون محافظت می کند.

V. خلاصه ای ازLTC4372CDD

با پنج قابلیت اصلی خود - جریان خاموش بسیار کم، تحمل ولتاژ بالا گسترده، حفاظت معکوس فوق سریع، بسته بندی مینیاتوری و تلفات بسیار کم در حالتLTC4372CDD دقیقاً نیازهای طراحی اصلی ربات های انسان نما را از نظر شاسی سبک، عمر باتری، ایمنی حرکت و مدیریت انرژی چند کاناله برآورده می کند.

به‌عنوان یک کنترل‌کننده دیود ایده‌آل بالغ و تولید انبوه از ADI، راه‌حلی یک‌جا برای چالش‌های کلیدی مانند حفاظت از اتصال معکوس باتری ربات، افزونگی منبع تغذیه، ایزوله‌سازی پشتی EMF سروو و کنترل مصرف انرژی در حالت آماده‌باش ارائه می‌کند. این وسیله حفاظتی ترجیحی برای سیستم های قدرت در ربات های انسان نما صنعتی، روبات های انسان نما خدماتی و ربات های آموزشی انسان نما کوچک است.