THB | USD

เหตุผลและวิธีการใช้สถาปัตยกรรมพลังงานแบบกระจายตามส่วนประกอบสำหรับหุ่นยนต์

By Jeff Shepard

Contributed By Digi-Key's North American Editors

การใช้หุ่นยนต์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่กำลังเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในแอปพลิเคชันต่าง ๆ เช่นระบบอัตโนมัติในโรงงานการเกษตรการจัดส่งสินค้าภายในวิทยาเขตและผู้บริโภคและการจัดการสินค้าคงคลังในคลังสินค้า สำหรับระยะเวลาการทำงานสูงสุดระหว่างการชาร์จผู้ออกแบบระบบแบตเตอรี่เหล่านี้จำเป็นต้องคำนึงถึงประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานตลอดจนขนาดและน้ำหนัก

อย่างไรก็ตามความกังวลเหล่านี้มีความสำคัญมากขึ้นเนื่องจากความสามารถในการรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและคุณสมบัติด้านการตรวจจับและความปลอดภัยเช่นการมองเห็นระยะห่างความใกล้ตำแหน่งและอื่น ๆ เพิ่มความซับซ้อนในการออกแบบและน้ำหนักทางกายภาพ ในขณะเดียวกัน การประมวลผลทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มเติมเข้ามาก็จำเป็นต้องใช้พลังงานมากขึ้นเช่นกัน

เพื่อเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่ให้นานที่สุดเมื่อเผชิญกับความท้าทายที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้ นักออกแบบสามารถเปลี่ยนไปใช้สถาปัตยกรรมการจัดส่งพลังงานแบบกระจายตามส่วนประกอบเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ซีพียูและระบบย่อยอื่น ๆ ได้ ในแนวทางดังกล่าวส่วนประกอบการแปลงพลังงาน DC-DC แต่ละชิ้นสามารถวางไว้ที่จุดของโหลด (PoL) และปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูง มีขนาดเล็ก (ความหนาแน่นของพลังงานสูง) และประสิทธิภาพโดยรวมที่ดี แนวทางนี้สามารถส่งผลให้ระบบพลังงานโดยรวมมีน้ำหนักเบาลงทำให้ได้รับประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นสำหรับระบบหุ่นยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ ความยืดหยุ่นเป็นสิ่งที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากอุปกรณ์การแปลงพลังงานสามารถทำควบคู่ไปกับการปรับขนาดอย่างง่ายดายเมื่อความต้องการพลังงานของหุ่นยนต์เพิ่มขึ้น และยังช่วยให้สามารถใช้สถาปัตยกรรมพลังงานเดียวกันในแพลตฟอร์มของระบบหุ่นยนต์ขนาดต่าง ๆ

บทความนี้สรุปสั้น ๆ เกี่ยวกับความต้องการพลังงานของแอปพลิเคชั่นหุ่นยนต์ต่าง ๆ รวมถึง การเก็บเกี่ยวทางการเกษตร การจัดส่งสินค้าภายในมหาวิทยาลัยและผู้บริโภค และการเคลื่อนย้ายสินค้าคงคลัง จากนั้นจะตรวจสอบประโยชน์ของการใช้สถาปัตยกรรมการจัดส่งพลังงานแบบกระจายตามส่วนประกอบจากนั้นแนะนำตัวอย่างโซลูชันตัวแปลง DC-DC จากVicorพร้อมด้วยบอร์ดทดสอบและซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องเพื่อช่วยนักออกแบบในการเริ่มต้นทำงาน

ข้อกำหนดด้านพลังงานสำหรับหุ่นยนต์

ความต้องการพลังงานสำหรับหุ่นยนต์บางประเภทจะถูกกำหนดโดยแอปพลิเคชัน:

  • หุ่นยนต์เก็บเกี่ยวทางการเกษตร: ปลูกดูแลรักษาและเก็บเกี่ยวผลิตผล (ผลไม้, ผัก, ธัญพืช) โดยใช้คำแนะนำของยานพาหนะอัตโนมัติพร้อมกับการจดจำภาพและเซ็นเซอร์วิเคราะห์สภาพแวดล้อมและดินหลายตัว โดยทั่วไปยานยนต์ขนาดใหญ่เหล่านี้จะใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูง 400 โวลต์ขึ้นไป
  • หุ่นยนต์จัดส่ง: ผู้บริโภคหรือสถานที่จัดส่งสุดท้ายของสินค้าจำนวนมาก แม้ว่าภาระงานจะแตกต่างกันไปตามขนาดและน้ำหนัก แต่โดยทั่วไปแล้วหุ่นยนต์เหล่านี้จะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ 48 ถึง 100 โวลต์และมีข้อกำหนดด้านเวลาในการทำงานนานกว่าหุ่นยนต์ที่เคลื่อนย้ายสินค้าคงคลังในคลังสินค้า
  • หุ่นยนต์เคลื่อนย้ายสินค้าคงคลังในคลังสินค้า: จัดเตรียมการจัดการสินค้าคงคลังและการดำเนินการตามใบสั่งซื้อภายในสภาพแวดล้อมคลังสินค้าขนาดใหญ่ โดยทั่วไปแล้วหุ่นยนต์ประเภทนี้จะใช้พลังงานจากแหล่งแบตเตอรี่ 24 ถึง 72 โวลต์โดยมีโอกาสในการชาร์จตามความจำเป็น

สถาปัตยกรรมพลังงานแบบกระจายตามส่วนประกอบสำหรับหุ่นยนต์

ส่วนนี้จะทบทวนตัวอย่างสี่ตัวอย่างของสถาปัตยกรรมพลังงานแบบกระจายตามส่วนประกอบสำหรับหุ่นยนต์ตั้งแต่ระบบ 15.9 กิโลวัตต์ (kW) สำหรับหุ่นยนต์เก็บเกี่ยวทางการเกษตรที่มีแบตเตอรี่ขนาด 760 โวลต์ลงไปจนถึงระบบ 1.2 kW สำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนย้ายสินค้าคงคลังในคลังสินค้าโดยใช้แบตเตอรี่ 48 โวลต์ คุณสมบัติทั่วไปในแอพพลิเคชั่นสามตัวนี้คือบัสหลักที่มีแรงดันไฟฟ้าค่อนข้างสูงที่กระจายกำลังไปทั่วหุ่นยนต์ตามด้วยส่วนแรงดันไฟฟ้าขั้นบันไดอย่างน้อยหนึ่งส่วนที่ส่งพลังงานที่จำเป็นไปยังระบบย่อย บัสกระจายกำลังแรงดันสูงส่งผลให้มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและกระแสการกระจายพลังงานที่ลดลงซึ่งช่วยให้สามารถใช้สายไฟขนาดเล็กน้ำหนักเบาและราคาไม่แพงได้ แอปพลิเคชั่นที่สี่แสดงให้เห็นถึงความเรียบง่ายที่สามารถส่งผลให้หุ่นยนต์ขนาดเล็กที่ใช้ระบบแบตเตอรี่ 48 โวลต์

เครือข่ายการส่งกำลัง (PDN) สำหรับหุ่นยนต์เก็บเกี่ยวทางการเกษตรประกอบด้วยบัสกำลังหลัก 760 โวลต์ (รูปที่ 1) สิ่งนี้ได้รับการสนับสนุนโดยชุดของตัวแปลง DC-DC แบบแยกอัตราส่วนคงที่ (ไม่มีการควบคุม) (แสดงเป็นโมดูล BCM ทางด้านซ้าย) ที่มีแรงดันเอาต์พุต 1/16 ของแรงดันไฟฟ้าอินพุต ตัวแปลงเหล่านี้ใช้ควบคู่กันทำให้สามารถปรับขนาดระบบได้ตามความต้องการของการออกแบบเฉพาะ

แผนภาพ Vicor PDN สำหรับหุ่นยนต์เก็บเกี่ยวทางการเกษตรขนาด 15.4 kWรูปที่ 1: PDN สำหรับหุ่นยนต์เก็บเกี่ยวทางการเกษตรขนาด 15.4 kW นี้ประกอบด้วยบัสกระจาย 760 โวลต์ที่รองรับเครือข่ายของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า (DCMs, PRMs, NBMs และ buck (แหล่งรูปภาพ: Vicor)

นอกจากนี้ในเครือข่ายชุดของอัตราส่วนคงที่ (NBM ตรงกลางด้านบน) และตัวแปลงบัคเพิ่ม (PRM, ศูนย์) และตัวแปลงบัค (ด้านล่าง) กำลัง, ดาวน์สตรีม, รางแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าตามต้องการ ในการออกแบบนี้เซอร์โวจะถูกขับเคลื่อนโดยตรงจากเพาเวอร์บัสระดับกลาง 48 โวลต์โดยไม่มีการแปลง DC-DC เพิ่มเติม

PDN สำหรับหุ่นยนต์จัดส่งภายในมหาวิทยาลัยและผู้บริโภคแสดงให้เห็นถึงความเรียบง่ายที่สามารถส่งผลให้ระบบพลังงานขนาดกลางโดยใช้แรงดันไฟฟ้าของบัสกำลังหลักที่ต่ำกว่า (ในกรณีนี้คือ 100 โวลต์) และเพิ่มการควบคุมให้กับตัวแปลง DC-DC (DCM) ที่แยกได้บน บัสจ่ายไฟหลักเพื่อสร้างแรงดันบัสกลาง 48 โวลต์ (รูปที่ 2)

แผนผังของ Vicor PDN สำหรับหุ่นยนต์จัดส่งสินค้าภายในมหาวิทยาลัยและผู้บริโภครูปที่ 2: PDN สำหรับหุ่นยนต์จัดส่งภายในวิทยาเขตและผู้บริโภคประกอบด้วยระบบขับเคลื่อนโดยตรงสำหรับมอเตอร์และบัสกลางเพื่อขับเคลื่อนระบบย่อยที่เหลือ (แหล่งรูปภาพ: Vicor)

วิธีนี้ช่วยให้สามารถใช้ตัวแปลงบัคเพิ่มและบัค DC-DC ที่ไม่แยกตัวเพื่อจ่ายไฟให้กับระบบย่อยต่าง ๆ นอกจากนี้การใช้แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าสำหรับบัสกำลังหลักทำให้มอเตอร์ไดรฟ์เชื่อมต่อโดยตรงกับบัสหลักในขณะที่เซอร์โวสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับบัสกลาง 48 โวลต์ หุ่นยนต์จัดส่งภายในวิทยาเขตและผู้บริโภคที่มีขนาดเล็กกว่าอาจรวมแรงดันบัสกลาง 24 โวลต์และเซอร์โว 24 หรือ 48 โวลต์ แต่สถาปัตยกรรมโดยรวมจะคล้ายกัน

PDN สำหรับหุ่นยนต์คลังสินค้าที่ใช้ชุดแบตเตอรี่ 67 โวลต์เน้นการใช้ตัวแปลง DC-DC แบบไม่แยกส่วน (PRMs) ที่เพิ่มความเสียหายบนพาวเวอร์บัสหลัก (รูปที่ 3) ตัวแปลงเหล่านี้ให้ประสิทธิภาพ 96% ถึง 98% และสามารถขนานกันได้เพื่อความต้องการพลังงานที่สูงขึ้น สถาปัตยกรรมนี้ยังมีอัตราส่วนคงที่ตัวแปลง DC-DC (NBM) แบบไม่แยกเพื่อจ่ายไฟให้กับ GPU และตัวแปลงบั๊กที่ควบคุมโดยไม่แยกซึ่งเปิดใช้งานส่วนลอจิก

แผนผังของ Vicor PDN สำหรับหุ่นยนต์คลังสินค้ารูปที่ 3: PDN สำหรับหุ่นยนต์คลังสินค้ารวมบัสกำลังหลัก 67 โวลต์และบัสจ่ายไฟกลาง 48 โวลต์ (แหล่งรูปภาพ: Vicor)

สำหรับการออกแบบหุ่นยนต์ขนาดเล็กโดยใช้แบตเตอรี่ 48 โวลต์ไม่จำเป็นต้องสร้างแรงดันบัสกลางทำให้การออกแบบง่ายขึ้น (รูปที่ 4) โหลดได้รับการขับเคลื่อนโดยตรงจากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่โดยการแปลงโดยตรงโดยใช้ตัวแปลง DC-DC แบบไม่แยกต่าง ๆ การกำจัดบัสกลางในรถไฟฟ้าเพิ่มประสิทธิภาพของระบบและลดน้ำหนักและค่าใช้จ่ายของระบบไฟฟ้า

แผนผังของ Vicor PDN สำหรับหุ่นยนต์คลังสินค้ารูปที่ 4: PDN สำหรับหุ่นยนต์คลังสินค้าที่ใช้ชุดแบตเตอรี่ 48 โวลต์ช่วยลดความจำเป็นในการใช้พาวเวอร์บัสกลางทำให้การออกแบบง่ายขึ้นอย่างมาก (แหล่งรูปภาพ: Vicor)

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบสถาปัตยกรรมแบบกระจายกำลัง

ดังที่แสดงไว้ข้างต้นนักออกแบบจะต้องทำการเลือกระบบไฟฟ้าจำนวนมากเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ PDN ที่ใช้ส่วนประกอบสำหรับหุ่นยนต์ ไม่มีแนวทาง "ขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคน” โดยทั่วไปแล้วหุ่นยนต์ขนาดใหญ่จะได้รับประโยชน์จากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่สูงขึ้นซึ่งจะส่งผลให้ประสิทธิภาพในการกระจายพลังงานสูงขึ้นและบัสจ่ายไฟขนาดเล็กและเบากว่า

การใช้ตัวแปลง DC-DC แบบแยกและแบบไม่แยกเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญเมื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบและลดต้นทุนให้น้อยที่สุด ยิ่งตัวแปลง DC-DC อยู่ใกล้กับโหลดแรงดันไฟฟ้าต่ำมากเท่าไหร่ก็มีโอกาสมากขึ้นที่ทางเลือกที่ดีที่สุดจะเป็นส่วนประกอบพลังงานที่มีต้นทุนต่ำและไม่แยกต่างหากซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพ PDN โดยรวม หากเหมาะสมการใช้ตัวแปลง DC-DC อัตราส่วนคงที่ที่มีต้นทุนต่ำกว่า (ไม่มีการควบคุม) สามารถช่วยให้ประสิทธิภาพของ PDN สูงขึ้นได้เช่นกัน

Vicor นำเสนอตัวแปลง DC-DC ที่สามารถรองรับความต้องการของนักออกแบบในสถาปัตยกรรมการจัดส่งพลังงานแบบกระจายตามส่วนประกอบที่หลากหลายรวมถึงสี่ประการที่ระบุไว้ข้างต้น การอภิปรายต่อไปนี้มุ่งเน้นไปที่อุปกรณ์เฉพาะที่สามารถใช้ในระบบส่งกำลังซึ่งคล้ายกับที่อธิบายไว้สำหรับหุ่นยนต์ส่งของในมหาวิทยาลัยและผู้บริโภคดังแสดงในรูปที่ 2

ตัวแปลง DC-DC สำหรับระบบพลังงานของหุ่นยนต์

ที่DCM3623TA5N53B4T70เป็นตัวอย่างของตัวแปลง DC-DC ที่แยกและควบคุมโดย DCM ซึ่งสามารถผลิตแรงดันบัสกลาง 48 โวลต์จากพลังงานแบตเตอรี่ 100 โวลต์ (รูปที่ 5) ตัวแปลงนี้ใช้เทคโนโลยี Zero Voltage Switching (ZVS) เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด 90.7% และความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้า 653 วัตต์ต่อลูกบาศก์นิ้ว ให้ 3,000 โวลต์ dc แยกระหว่างอินพุตและเอาต์พุต

รูปภาพของ Vicor DCM3623TA5N53B4T70 ตัวแปลง DC-DC แบบแยกและควบคุมรูปที่ 5: DCM3623TA5N53B4T70 ตัวแปลง DC-DC แบบแยกและควบคุมสามารถผลิตแรงดันไฟฟ้าบัสกลาง 48 โวลต์จากพลังงานแบตเตอรี่ 100 โวลต์ (แหล่งรูปภาพ: Vicor)

การใช้ประโยชน์จากประโยชน์ด้านความร้อนและความหนาแน่นของเทคโนโลยีการบรรจุหีบห่อของ Vicor’s Converter-Housed-in-Package (ChiP) ทำให้โมดูล DCM มีตัวเลือกการจัดการความร้อนที่ยืดหยุ่นโดยมีอิมพีแดนซ์ด้านความร้อนด้านบนและด้านล่างที่ต่ำมาก ส่วนประกอบกำลังที่ใช้ ChiP ช่วยให้นักออกแบบสามารถบรรลุโซลูชันระบบไฟฟ้าที่คุ้มค่าด้วยขนาดของระบบน้ำหนักและประสิทธิภาพที่ไม่สามารถบรรลุได้ก่อนหน้านี้ได้อย่างรวดเร็วและคาดการณ์ได้

ในการเริ่มต้นสำรวจความสามารถของ DCM3623TA5N53B4T70 นักออกแบบสามารถใช้ไฟล์DCM3623EA5N53B4T70 บอร์ดประเมิน (รูปที่ 6) บอร์ดประเมิน DCM สามารถกำหนดค่าสำหรับแผนการเปิดใช้งานและการตรวจสอบข้อผิดพลาดต่างๆรวมทั้งใช้โหมดการตัดแต่งที่หลากหลายขึ้นอยู่กับความต้องการของแอปพลิเคชัน

รูปภาพของบอร์ดประเมิน Vicor DCM3623EA5N53B4T70รูปที่ 6: DCM3623EA5N53B4T70 สามารถใช้เพื่อประเมิน DCM ในการกำหนดค่าแบบสแตนด์อะโลนหรือเป็นอาร์เรย์ของโมดูล (แหล่งรูปภาพ: Vicor)

DCM3623EA5N53B4T70 สามารถใช้เพื่อประเมิน DCM ในการกำหนดค่าแบบสแตนด์อะโลนหรือเป็นอาร์เรย์ของโมดูล นอกจากนี้ยังรองรับการประเมินตัวเลือกการเปิดใช้งานการตัดแต่งและการตรวจสอบข้อบกพร่องต่างๆ:

เปิดใช้งานตัวเลือก:

  • สวิตช์เชิงกลออนบอร์ด (ค่าเริ่มต้น)
  • การควบคุมภายนอก

ตัวเลือกการตัดแต่ง:

  • แก้ไขการตัดแต่ง (ค่าเริ่มต้น): ขา TR ได้รับอนุญาตให้ลอยเมื่อเริ่มต้นครั้งแรกDCM ปิดใช้งานการตัดแต่งเอาต์พุตและการตัดแต่งเอาต์พุตจะถูกตั้งโปรแกรมเป็น VOUT ที่กำหนด
  • การตัดแต่งตัวแปรตัวต้านทานตัวแปรออนบอร์ด: แรงดันไฟฟ้าขาตัดเป็นแบบเรติโอเมตริกโดยรีโอสแตททำงานกับตัวต้านทานแบบดึงขึ้นภายใน DCM ถึง VCC
  • การตัดแต่งตัวแปรการควบคุมนอกบอร์ด: แรงดันไฟฟ้าขาตัดถูกควบคุมผ่านการควบคุมการเขียนโปรแกรมภายนอกซึ่งอ้างอิงถึง –IN ของ DCM เฉพาะแต่ละตัวในระบบ

ตัวเลือกการตรวจสอบข้อบกพร่อง:

  • LED ออนบอร์ด: ขา FT ขับเคลื่อน LED ที่มองเห็นได้สำหรับการตอบสนองด้วยภาพเกี่ยวกับสถานะความผิดปกติ
  • ออปโตคัปเปลอร์ออนบอร์ด: พิน FT ขับเคลื่อนออปโตคัปเปลอร์ออนบอร์ดเพื่อนำสถานะความผิดปกติข้ามขอบเขตการแยกหลักและรอง

Vicor ของPI3740-00 สามารถใช้ตัวแปลง DC-DC เพิ่มแรงดันไฟฟ้าเพื่อผลิตกำลังไฟ 44 โวลต์และ 24 โวลต์สำหรับหลอดไฟ LED และกล้องความคมชัดสูง (HD) เป็นตัวแปลง ZVS ช่วงอินพุตและเอาต์พุตที่มีประสิทธิภาพสูง System-in-package (SiP) ความหนาแน่นสูงนี้รวมคอนโทรลเลอร์สวิตช์ไฟและส่วนประกอบสนับสนุน (รูปที่ 7) มีประสิทธิภาพสูงสุดถึง 96% รวมทั้งประสิทธิภาพในการรับน้ำหนักเบาที่ดี

รูปภาพของ Vicor PI3740-00 buck-boost DC-DC converter SiPรูปที่ 7: PI3740-00 ตัวแปลง DC-DC แบบเพิ่มบั๊ก SiP สามารถใช้เพื่อจ่ายไฟสปอตไลท์ LED และกล้อง HD ใน PDN สำหรับมหาวิทยาลัยและหุ่นยนต์จัดส่ง (แหล่งรูปภาพ: Vicor)

PI3740-00 ต้องการตัวเหนี่ยวนำภายนอกตัวแบ่งตัวต้านทานและตัวเก็บประจุขั้นต่ำเพื่อสร้างตัวควบคุมการเพิ่มบัคที่สมบูรณ์ ความถี่ในการเปลี่ยน 1 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ช่วยลดขนาดของส่วนประกอบการกรองภายนอกปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานและช่วยให้สามารถตอบสนองแบบไดนามิกได้อย่างรวดเร็วต่อช่วงเวลาของสายและโหลด

ในการเริ่มต้นการออกแบบด้วย PI3740-00 Vicor ได้จัดเตรียมPI3740-00-EVAL1 เพื่อประเมิน PI3740-00 ในการใช้งานแรงดันไฟฟ้าคงที่ Vออก สูงกว่า 8 โวลต์ บอร์ดทำงานจากแรงดันไฟฟ้าอินพุตระหว่าง 8 ถึง 60 โวลต์ dc และรองรับแรงดันเอาต์พุตสูงสุด 50 โวลต์ dc คุณสมบัติของบอร์ด eval นี้ ได้แก่:

  • ตัวเชื่อมอินพุตและเอาต์พุตสำหรับการเชื่อมต่อต้นทางและโหลด
  • ตำแหน่งที่จะวางตัวเก็บ aluminum electrolytic แบบ through-hole
  • ตัวกรองแหล่งอินพุต
  • แจ็คโพรบออสซิลโลสโคปสำหรับการวัดเอาต์พุตความถี่สูงและแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่แม่นยำ
  • จุดทดสอบขาสัญญาณและขั้วต่อสายไฟ
  • จุดทดสอบแรงดันไฟฟ้าของ Kelvin และซ็อกเก็ตสำหรับพิน PI3740 ทั้งหมด
  • จัมเปอร์สามารถเลือกการตรวจจับกระแสด้านสูง/ด้านต่ำได้
  • จัมเปอร์เลือกแรงดันไฟฟ้าลอย

สุดท้ายPI3526-00-LGIZbuck regulator จาก Vicor สามารถใช้เพื่อจ่ายไฟ 12 โวลต์สำหรับคอมพิวเตอร์และระบบย่อยไร้สายใน PDN (รูปที่ 8) ตัวแปลง DC-DC นี้ให้ประสิทธิภาพสูงถึง 98% และรองรับการเริ่มต้นและการติดตามแบบซอฟต์สตาร์ทที่ผู้ใช้ปรับได้ซึ่งรวมถึงความสามารถในการจำกัด กระแสไฟฟ้าที่เร็วและช้า หน่วยงานกำกับดูแล ZVS เหล่านี้รวมตัวควบคุมสวิตช์ไฟและส่วนประกอบสนับสนุนในการกำหนดค่า SiP

รูปภาพของ PI3526-00-LGIZ buck regulator จาก Vicorรูปที่ 8: PI3526-00-LGIZ buck regulator จาก Vicor สามารถใช้เพื่อจ่ายไฟ 12 โวลต์ที่คอมพิวเตอร์และระบบย่อยไร้สายใน PDN สำหรับเครือข่ายและหุ่นยนต์จัดส่ง (แหล่งรูปภาพ: Vicor)

ที่PI3526-00-EVAL1บอร์ดประเมินผลจาก Vicor สามารถกำหนดค่าให้ทดลองกับตัวควบคุมบั๊ก PI3526-00-LGIZ ในแบบสแตนด์อะโลนหรือการกำหนดค่าความรู้สึกระยะไกล ซ็อกเก็ตมีไว้เพื่อให้สามารถตรวจสอบและจัดวางตัวเก็บประจุอินพุตจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว คณะกรรมการประเมินมีการเชื่อมรอยต่อแจ็คกล้วยชั้นล่างสำหรับการเชื่อมต่ออินพุตและเอาต์พุตตัวเชื่อมต่อสัญญาณและจุดทดสอบและ Kelvin Johnson-Jacks สำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้าของโหนดกำลังที่แม่นยำ

สรุป

ความต้องการการแปลงพลังงานของระบบหุ่นยนต์มีความท้าทายมากขึ้นเนื่องจากความสามารถในการรับน้ำหนักการจดจำภาพและการทำงานของผู้ใช้เพิ่มความซับซ้อนของหุ่นยนต์ โซลูชันด้านพลังงานที่มีอยู่อาจประสบกับข้อ จำกัด ด้านประสิทธิภาพทั้งในด้านขนาดประสิทธิภาพน้ำหนักและความสามารถในการปรับขนาดทำให้เหมาะสมกับการใช้งานหุ่นยนต์น้อย สำหรับการใช้งานหุ่นยนต์นักออกแบบสามารถเปลี่ยนไปใช้สถาปัตยกรรมการจัดส่งพลังงานแบบกระจายตามส่วนประกอบเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ซีพียูและระบบอื่น ๆ

ดังที่แสดงไว้วิธีนี้อาจส่งผลให้ระบบพลังงานมีน้ำหนักเบาลงทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของหุ่นยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่ได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังเพิ่มความยืดหยุ่นเนื่องจากส่วนประกอบการแปลงพลังงานสามารถวางขนานกันเพื่อปรับขนาดได้อย่างง่ายดายเมื่อความต้องการพลังงานเพิ่มขึ้นทำให้สามารถใช้สถาปัตยกรรมพลังงานเดียวกันบนแพลตฟอร์มของระบบหุ่นยนต์ขนาดต่างๆได้

การอ่านที่แนะนำ

  1. การลดความเสี่ยงของหุ่นยนต์: วิธีการออกแบบสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่ปลอดภัย
  2. ใช้หุ่นยนต์อุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัดเพื่อให้ร้านค้ามีประสิทธิผลมากขึ้น

Disclaimer: The opinions, beliefs, and viewpoints expressed by the various authors and/or forum participants on this website do not necessarily reflect the opinions, beliefs, and viewpoints of Digi-Key Electronics or official policies of Digi-Key Electronics.

About this author

Jeff Shepard

Jeff เขียนเกี่ยวกับเรื่องอิเล็กทรอนิกส์กำลัง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และหัวข้อทางด้านเทคโนโลยีอื่น ๆ มามากกว่า 30 ปีแล้ว เขาเริ่มเขียนเกี่ยวกับอิเล็กทรอนิกส์กำลังในตำแหน่งบรรณาธิการอาวุโสที่ EETimes ต่อมาเขาได้ก่อตั้ง Powertechniques ซึ่งเป็นนิตยสารเกี่ยวกับการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังและก่อตั้ง Darnell Group ซึ่งเป็นบริษัทวิจัยและเผยแพร่ด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลังระดับโลกในเวลาต่อมา ในบรรดากิจกรรมต่างๆ Darnell Group ได้เผยแพร่ PowerPulse.net ซึ่งให้ข่าวประจำวันสำหรับชุมชนวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์กำลังทั่วโลก เขาเป็นผู้เขียนหนังสือข้อความแหล่งจ่ายไฟสลับโหมดชื่อ "Power Supplies" ซึ่งจัดพิมพ์โดยแผนก Reston ของ Prentice Hall

นอกจากนี้ Jeff ยังร่วมก่อตั้ง Jeta Power Systems ซึ่งเป็นผู้ผลิตอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งกำลังวัตต์สูงซึ่งได้มาจากผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์ Jeff ยังเป็นนักประดิษฐ์โดยมีชื่อของเขาอยู่ในสิทธิบัตร 17 ฉบับของสหรัฐอเมริกาในด้านการเก็บเกี่ยวพลังงานความร้อนและวัสดุที่ใช้ในเชิงแสงและเป็นแหล่งอุตสาหกรรม และบ่อยครั้งเขายังเป็นนักพูดเกี่ยวกับแนวโน้มระดับโลกในด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโทด้านวิธีการเชิงปริมาณและคณิตศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

About this publisher

Digi-Key's North American Editors