工業(yè)半自動(dòng)化簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)指從人的勞力制作轉(zhuǎn)向機(jī)器人制作，牽涉到信息物理系統(tǒng)(CPS)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、云計(jì)算(Cloud Computing)和人工智能(AI)等多種技術(shù)，可成功實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)提高和利潤(rùn)最大化，增長(zhǎng)出產(chǎn)速率，并防止人的勞力在執(zhí)行某些擔(dān)任的工作時(shí)的安全隱患。安森美半導(dǎo)體為工業(yè)半自動(dòng)化供給各個(gè)方面的高能效創(chuàng)新的半導(dǎo)體方案。那里面，機(jī)器人半導(dǎo)體方案構(gòu)建框圖如圖1所示。

圖1：工業(yè)半自動(dòng)化-機(jī)器人半導(dǎo)體方案構(gòu)建框圖

電機(jī)扼制
預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人可認(rèn)為合適而使用安森美半導(dǎo)體的無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC)扼制器成功實(shí)現(xiàn)BLDC電機(jī)扼制，如高性能第二代單電機(jī)扼制器MC33035、NCV33035和MC33033 ， 或也可認(rèn)為合適而使用MC33039施行速度閉環(huán)扼制。 對(duì)于組成一套的功率部件，安森美半導(dǎo)體供給Power Trench N溝道MOSFET系列，雪崩擊穿電壓范圍從40 V至150 V甚至于更高，具體決定于于應(yīng)用。

運(yùn)用一個(gè)專用的逆變器網(wǎng)絡(luò)來(lái)驅(qū)動(dòng)通用臂制動(dòng)器和末端執(zhí)行器的BLDC相繞組，這個(gè)逆變器系統(tǒng)里面含有高達(dá)150 V耐壓 的Power Trench功率部件。 下表列出了安森美半導(dǎo)體的Trench系列分立部件的一點(diǎn)人員，以及引薦的三相門極（預(yù)）驅(qū)動(dòng)器：

為了將瞬態(tài)大電流和大電壓作別反饋到對(duì)噪聲更敏銳的低壓微處置器上，有可能需求數(shù)碼隔離器；同時(shí)依據(jù)電源架構(gòu)，也有可能需求隔離驅(qū)動(dòng)IC。

逆變器功能局部和更高功率的應(yīng)用途景可以運(yùn)用智能功率板塊(IPM)來(lái)成功實(shí)現(xiàn)，如安森美半導(dǎo)體的NFVA35065L32。 這款通過(guò)AEC-Q和AQG324證明的50 A交通工具級(jí)高壓板塊，集成了650V場(chǎng)截至溝槽IG變態(tài)部件，可以承擔(dān)更高的感應(yīng)電壓尖峰。 NFVA35065L32還集成了浩博的盡力照顧功能如過(guò)流關(guān)斷、欠壓鎖定(UVLO)、過(guò)溫、過(guò)熱監(jiān)控以及故障遙感功能，可滿意您驅(qū)動(dòng)當(dāng)今三相BLDC電機(jī)應(yīng)用的全部要求，況且牢穩(wěn)靠得住和良好的高靠得住性。 NFVA33065/34065L32作別為650 V 30 A / 40A IPM。 NFVA225 / 235 / 25012NP2T– 是1200V 25A/35A/50A IPM。

在更高的功率段上，安森美半導(dǎo)體推出了1200 V 25 A、35 A和50 A 的PIM板塊, 供給改換器-逆變器-制動(dòng)(CIB)和改換器-逆變器(CI)架構(gòu); 以及650V 50A的PIM板塊, 供給改換器-逆變器-交叉PFC(CIP)架構(gòu)，是工業(yè)半自動(dòng)化-機(jī)器人應(yīng)用的理想挑選。未來(lái)將推出1200 V級(jí)和650 V級(jí)25 A至200 A 的產(chǎn)品，涵蓋包括Compact 和QLP-74系列，達(dá)到功率頻譜全遮蓋，以滿意各種不一樣的功率需要。下表列出了安森美半導(dǎo)體已推出的TMPIM板塊。

對(duì)于更高壓應(yīng)用，需求認(rèn)為合適而使用智能功率逆變器APM17M系列，如NXV10H250XT1 (100 V, Idmax = 250 A，1 mΩ) 和NXV10H350XT1 (100 V, Idmax = 310 A，1 mΩ)。這些個(gè)功率逆變器單元可認(rèn)為合適而使用三相（3個(gè)APM17M）或六相（6個(gè)APM17M）運(yùn)行。

該系列的封裝預(yù)設(shè)具備低寄生電感(<25nH) 的優(yōu)勢(shì)，每一相都能承擔(dān)較大的負(fù)載瞬變(大dI / dt)，且電磁干擾(EMI)低。每個(gè)APM17M板塊內(nèi)里都有2個(gè)上管（MOS）和2個(gè)下管（MOS），他們可用FAN73832（625V驅(qū)動(dòng)IC）來(lái)驅(qū)動(dòng)。FAN73832具備+0.35A/-0.65A驅(qū)動(dòng)有經(jīng)驗(yàn)、可編程的死區(qū)時(shí)間設(shè)置，因此避免橋式電路的直通。對(duì)于每相的電流檢驗(yàn)測(cè)定，我們可用NCV210R、NCV213R和/或NCV214R，運(yùn)用它們來(lái)檢驗(yàn)測(cè)定每相shunt 電阻上的電流， 該系列電流放大器的最大辦公電壓為26 V，失調(diào)電壓低至35 uV，是電流的逐周期檢驗(yàn)測(cè)定的最佳挑選。

為幫忙預(yù)設(shè)擔(dān)任職務(wù)的人加速研發(fā)更高能效的電機(jī)扼制方案，安森美半導(dǎo)體還推出了先繼續(xù)往前靈活的電機(jī)研發(fā)套件(MDK)，適合使用于10 kW以內(nèi)的研發(fā)應(yīng)用。該板塊化的綜合原形樣機(jī)平臺(tái)涵蓋通用扼制器板(UCB) 和一系列不斷擴(kuò)展的電機(jī)驅(qū)動(dòng)評(píng)估板，軟件研發(fā)支持來(lái)自Xilinx以Vivado?預(yù)設(shè)套件的方式施行高層級(jí)合成一體。

機(jī)器視物感覺(jué)
成功實(shí)現(xiàn)全半自動(dòng)化的關(guān)鍵要素之一是機(jī)器能夠感知四周圍背景：機(jī)器能仔細(xì)查看和辨別近旁物體，并區(qū)別和鑒別下一步舉動(dòng)，因此維持安全和防止沖突。安森美半導(dǎo)體是工業(yè)機(jī)器視物感覺(jué)的領(lǐng)袖之一，著力于以全方位的成像方案和領(lǐng)先技術(shù)，賦能機(jī)器逾越人眼的視物感覺(jué)，推進(jìn)工業(yè)半自動(dòng)化的創(chuàng)新。

如下所述圖所示的方案中，1/4英寸、100萬(wàn)像素的AR0144 CMOS圖像傳感器認(rèn)為合適而使用最佳的第夏商周整個(gè)的局面：胸懷～快門技術(shù)，非常適合使用于機(jī)器視物感覺(jué)應(yīng)用。運(yùn)用超低噪聲和紋波的NCP163為AR0144供給電源， 讓AR0144在微光下也可以獲得清楚的圖像。

NCP3170同步整流Buck供給主電源輸出，用于負(fù)載點(diǎn) (POL) 供電 ，該降壓穩(wěn)壓器具備3.3V/3A 的輸出有經(jīng)驗(yàn)，可為安森美半導(dǎo)體的其他下游部件供給豐足的電能，NCP3170也具備熱關(guān)斷和輸出短路等一點(diǎn)關(guān)鍵特別的性質(zhì)。 在DC BUS 上也可以運(yùn)用電子斷電絲（e-Fuse）來(lái)制約電壓/電流浪涌和解決多路電源的時(shí)序問(wèn)題。

圖2：工業(yè)半自動(dòng)化-機(jī)器人之機(jī)器視物感覺(jué)半導(dǎo)體塊

激光雷達(dá)
對(duì)于微光和距離敏銳的探量觀測(cè)和勘測(cè)應(yīng)用，利用單光量子敏銳的高性能固態(tài)傳感器或硅光電數(shù)增管(SiPM)/ 單光量子雪崩二極管(SPAD)和Microcell陣列，部署激光雷達(dá)(LiDAR) 來(lái)探量觀測(cè)光和測(cè)距，可以生成所需目的的數(shù)碼3D圖像。因?yàn)楣怆姅?shù)增器的高增益、高帶寬厚溫和高銳敏度，可生成更非常準(zhǔn)確的圖像。R系列SiPM傳感器系列的人員之一ARRAYRDM-0116A10-DFN，適合使用于905/940 nm LiDAR應(yīng)用，該1x16像素的陣列款式和獨(dú)有特別的迅速輸出，同時(shí)905 nm波長(zhǎng)的銳敏度高于100 kA/W，這些個(gè)特別好特別的性質(zhì)為工廠半自動(dòng)化電子掃描供給一個(gè)行得通的解決方案。

主電源由幾個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、改換器和LDO組成，為光電數(shù)增器陣列、激光二極管、氮化鎵(GaN)驅(qū)動(dòng)器、摹擬前端偏置電路、時(shí)間數(shù)碼改換器等供給合宜的辦公電壓。為了給Microcell陣列供給-24V 或-45V陰電壓，可以運(yùn)用 NCV898031非同步（SEPIC）升壓扼制器，NCV898031集成一個(gè)MOSFET驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)FDMC86116LZ 100V 7.5A 103mΩ Rdson MOS，升壓整流局部運(yùn)用超快還原的車規(guī)級(jí)二極管SURA8120T3G（1A 150V Trr<35ns）。

可認(rèn)為合適而使用NCV887102D1R2G交通工具級(jí)升壓IC 驅(qū)動(dòng)FDMC86116LZ  MOSFET，可給激光二極管供給80 V電源。NCV890100MWTXG 降壓穩(wěn)壓器內(nèi)里集成開(kāi)關(guān)MOSFET，相宜輸出3.7 V和5.5 V電源，這款2 MHz開(kāi)關(guān)頻率的電源能夠處置高達(dá)36 V的輸入電壓和適合使用于小尺寸的應(yīng)用，是需求3.7 V或5.5 V輸出電壓的應(yīng)用的理想挑選。

NCP59300是3A 電流輸出的低噪聲和低紋波線性穩(wěn)壓器，NCV8114ASN250T1G是高PSRR 和低靜態(tài)電流的 300 mA LDO，NCV8187AMT120TAG 可以供給1. 2A輸出。這些個(gè)LDO為FPGA、NC7WZ17P6X報(bào)時(shí)的鐘緩和沖突器、NCV809RTRG電壓監(jiān)控器/微處置器和時(shí)-數(shù)改換器內(nèi)的報(bào)時(shí)的鐘振動(dòng)器供給電源，同時(shí)這些個(gè)LDO都由NCV890100MWTXG扼制器的DC-DC降壓改換器輸出電源供電。

語(yǔ)音扼制
人工智能(AI)語(yǔ)音交互應(yīng)用一天一天地走向流行，且在工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)一步滲透。可以與主機(jī)AI系統(tǒng)合適運(yùn)用的LC823455單芯片(SoC)，是32位高辯白率音頻數(shù)碼信號(hào)處置(DSP)內(nèi)核，帶有多個(gè)專有的DSP加速器(編解碼器)，用于音頻降噪、波束成形和回聲消弭。它是多核架構(gòu)（2個(gè)ARM M3+1 DSP  Core），當(dāng)與大規(guī)模手續(xù)連署可供給堅(jiān)強(qiáng)雄厚的處置有經(jīng)驗(yàn)。

NCP2823是用于驅(qū)動(dòng)4 Ω至8 Ω輸出揚(yáng)聲器的D類音頻放大器，為該音頻放大器供電的是NCP3170 DC-DC供給5 V電源。連署到5 V POL電源的是一系列高噪聲制約有經(jīng)驗(yàn)的線性穩(wěn)壓器 (LDO)--NCP170，其超低的靜態(tài)電流耗費(fèi)是干電池供電應(yīng)用的理想挑選，為認(rèn)為合適而使用支持藍(lán)牙5的RSL10平臺(tái)可成功實(shí)現(xiàn)設(shè)施間的互聯(lián)相互溝通。

無(wú)線連接
QCS-AX-D12/QCS-AX2-D12是支持802.11ax/ac/n/a/g/b標(biāo)準(zhǔn)的雙頻雙并發(fā)WiFi 6/6E芯片組，是業(yè)界首款支持8x8的8空間流和多用戶多入多出 (MU-MIMO) 的芯片。其8 x 8 + 4 x 4 雙頻并發(fā)(DBDC)及OFDMA(正交頻分多址)可最佳和高效地利用帶寬。QCS-AX-D12/QCS-AX2-D12接入點(diǎn)支持達(dá)10 Gbps和八條空間流（Eight Simultaneous Spatial Streams）。

隔離電源
在電源局部，用全橋整流器GBPC3506將交流整流成直流電壓，利用3通道交叉式CCM PFC IC FAN9673Q可為電源供給PF=1的高功率因子，PFC的功率MOS 引薦運(yùn)用600 V30 A 的SuperFET III NTPF082N65S3F ，650V30A的SiC 二極管FFSP3065A 為PFC的整流二極管 ，SiC二極管零電流還原特別的性質(zhì)成功實(shí)現(xiàn)了更高的速率和更好的EMC特別的性質(zhì)和更低的溫升 。

在500W-5KW應(yīng)用中，認(rèn)為合適而使用全橋LLC和次級(jí)同步整流輸出還是全橋整流輸出，可以取得高于95百分之百的速率，同時(shí)供給安全隔離。NCP(V)4390是認(rèn)為合適而使用自適合死區(qū)時(shí)間（保持最佳的體二極管導(dǎo)通時(shí)間）扼制的LLC扼制器，同時(shí)集成了次級(jí)同步整流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以成功實(shí)現(xiàn)最佳能效性能和最簡(jiǎn)化的外圍部件。NCP(V)4390原邊MOS為零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS），次級(jí)端MOS/二極管為零電流開(kāi)關(guān)（ZCS），以資達(dá)到功耗最小化。次級(jí)可供給多種繞組配備布置，以適合各種所需的母線間電壓，如48 V母線間電壓用于BLDC電機(jī)的集成電源板塊，12 V用于為圖像傳感器、激光雷達(dá)系統(tǒng)、多相改換器的智能功率級(jí)（SPS）、無(wú)線電板/接收天線和語(yǔ)音音頻處置的POL供電。

多相DC-DC改換器
需求用到多相扼制器如NCP81233，集成的MOSFET驅(qū)動(dòng)器NCP5339，可視電路需求認(rèn)為合適而使用e-Fuse或負(fù)載開(kāi)關(guān)IC供給逆向電流盡力照顧、輸入過(guò)壓鉗位或過(guò)流盡力照顧。

對(duì)于更高功率需要的應(yīng)用，可用相位數(shù)增器NCP81162。可以運(yùn)用兩相或三相改換器給多核系統(tǒng)單芯片平臺(tái)供電，如NCV81277或NCV81275A多相扼制器，配以MOSFET驅(qū)動(dòng)IC如NCV3025833或NCV303150。

為開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器供給5 V DC電源的是個(gè)10 A單相降壓改換器，該改換器由NCV881930扼制IC， 驅(qū)動(dòng)兩個(gè)分立的40V78 A N溝道MOS– NVMFS5C460NL構(gòu)成。剩下輸出電壓范圍為0.75 V至3.3 V的低功率電源由NCV6323內(nèi)里償還穩(wěn)壓器 (集成的MOSFET和MOSFET驅(qū)動(dòng)器) 供給。

總結(jié)概括
機(jī)器人是成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)半自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)之一。安森美半導(dǎo)體為機(jī)器人各構(gòu)建塊如電機(jī)扼制、機(jī)器視物感覺(jué)、激光雷達(dá)、語(yǔ)音扼制、無(wú)線連接、電源等供給各個(gè)方面的高能效半導(dǎo)體方案，支持并推進(jìn)創(chuàng)新。

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