精度位置控制應用中運用NanoPWM驅動(dòng)器代替線(xiàn)性驅動(dòng)器

作者: Maksim Apanasenko, Boaz Kramer, Zeev Kirshenboim.
ACS Motion Control

介紹
許多工業(yè)應用, 半導體晶圓檢測測系統, 有機發(fā)光二極管平板顯示器生產(chǎn)和檢測，,這些應用要求極其高的運動(dòng)性能，在低速勻速運動(dòng)的納米級運動(dòng)中保持亞納米級的靜止抖動(dòng)和跟隨誤差。目前線(xiàn)性伺服驅動(dòng)已經(jīng)被應用于滿(mǎn)足這些需求。這種類(lèi)型的驅動(dòng)器提供了驚人的性能，可以達到這些應用需要的線(xiàn)性度。但是由于線(xiàn)性伺服驅動(dòng)器效率低，熱損耗大，體積大、笨重。新一代450mm半導體比目前的300mm半導體大得多，而且這樣的系統需要驅動(dòng)器具有更高的能力，更高的電壓和電流。這就要求線(xiàn)性驅動(dòng)器體積非常大，而且能量很有限，因此限制了這個(gè)系統的性能和生產(chǎn)量，增加了系統成本，降低了系統可靠性。

NanoPWM是開(kāi)關(guān)PWM驅動(dòng)器的線(xiàn)性化，這種線(xiàn)性化基于一種獨特的專(zhuān)利技術(shù)。

在過(guò)去5年中ACS研發(fā)的PWMBoost可以滿(mǎn)足這樣的位置系統。NanoPWM驅動(dòng)器提供更好的位置性能和跟隨性能，并且克服了線(xiàn)性驅動(dòng)器的缺點(diǎn)。NanoPWM非常緊湊，有更高的效率和可靠性，可以提供更高的能量，電流和電源，而且更經(jīng)濟。

伺服驅動(dòng)器的種類(lèi)
兩種主要的伺服驅動(dòng)器：線(xiàn)性驅動(dòng)器和開(kāi)關(guān)PWM驅動(dòng)器。

圖1描繪了線(xiàn)性驅動(dòng)器的原理框圖。這個(gè)驅動(dòng)器像一個(gè)可變電阻一樣工作，根據電流需求和負載阻抗調節電流。供電電壓被分配在馬達和驅動(dòng)器之前。當馬達以低速運行被要求提供大力矩時(shí)，電流就是高的，加在馬達上的電壓就是低的，加在驅動(dòng)器上的電壓就是高的。此時(shí)驅動(dòng)器的損耗是很高的。

圖1線(xiàn)性驅動(dòng)器的原理圖描述

圖2描述了開(kāi)關(guān)PWM驅動(dòng)的原理圖框圖。驅動(dòng)器作為通斷開(kāi)關(guān)工作。馬達作為平均電流的綜合集成。平均電流是開(kāi)關(guān)占空比的線(xiàn)性函數。任意給定時(shí)刻開(kāi)關(guān)或者是斷開(kāi)的（沒(méi)有電流流過(guò)開(kāi)關(guān)）或者是導通的（有低電壓加在開(kāi)關(guān)上）。因此開(kāi)關(guān)損耗是很低的。

圖2—PWM驅動(dòng)器的原理圖描述

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表1.各種類(lèi)型驅動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)總結

表1—各種驅動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)