導讀：在(zai)諸(zhu)多(duo)工(gong)業(ye)儀(yi)器(qi)設(she)備(bei)中(zhong)，都(dou)需(xu)要(yao)用(yong)到(dao)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)。實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)，需(xu)要(yao)檢(jian)測(ce)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)運(yun)動(dong)

，然(ran)後(hou)在(zai)開(kai)發(fa)的(de)基(ji)於(yu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)啟(qi)動(dong)運(yun)動(dong)。因(yin)為(wei)這(zhe)兩(liang)個(ge)係(xi)統(tong)都(dou)是(shi)模(mo)擬(ni)人(ren)類(lei)的(de)呼(hu)吸(xi)運(yun)動(dong)
，所(suo)以(yi)10毫秒的響應時間就足夠了。

本文介紹了電機運動檢測的限製，並介紹了一種獨特的設計-電感耦合觸發電路，可以通過選擇合適的磁芯材料來滿足各種帶寬要求。

在(zai)諸(zhu)多(duo)工(gong)業(ye)儀(yi)器(qi)設(she)備(bei)中(zhong)，都(dou)需(xu)要(yao)用(yong)到(dao)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)。實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)，需(xu)要(yao)檢(jian)測(ce)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)運(yun)動(dong)
，然(ran)後(hou)在(zai)開(kai)發(fa)的(de)基(ji)於(yu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)啟(qi)動(dong)運(yun)動(dong)。因(yin)為(wei)這(zhe)兩(liang)個(ge)係(xi)統(tong)都(dou)是(shi)模(mo)擬(ni)人(ren)類(lei)的(de)呼(hu)吸(xi)運(yun)動(dong)，所(suo)以(yi)10毫秒的響應時間就足夠了。使用光耦合方式連接進ParkerE therCAT電機驅動器可以完成伺服電機係統的控製。在最初的運動檢測完成之後，可以采用手動方式複位運動檢測器件。

jizhongfanganbeiyanjiuguo。zengkaolvyongdianpingchufaqi，danshijianglianxianhuoqudongdianlanjierubujindianjidefangshiduiyouxieyonghulaishuoshibukejieshoude。ruanjianchufazaibujindianjixitongzhongyeshibukeyongde。

鑒(jian)於(yu)可(ke)重(zhong)複(fu)性(xing)方(fang)麵(mian)的(de)考(kao)慮(lv)以(yi)及(ji)避(bi)免(mian)機(ji)械(xie)複(fu)雜(za)性(xing)的(de)願(yuan)望(wang)，電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)的(de)電(dian)子(zi)檢(jian)測(ce)要(yao)優(you)於(yu)光(guang)學(xue)或(huo)磁(ci)運(yun)動(dong)檢(jian)測(ce)。在(zai)認(ren)識(shi)到(dao)帶(dai)分(fen)離(li)式(shi)鐵(tie)芯(xin)的(de)廉(lian)價(jia)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce)互(hu)感(gan)器(qi)的(de)特(te)性(xing)後(hou)，我(wo)們(men)選(xuan)擇(ze)了(le)基(ji)於(yu)電(dian)感(gan)耦(ou)合(he)的(de)非(fei)侵(qin)入(ru)式(shi)觸(chu)發(fa)檢(jian)測(ce)方(fang)式(shi)來(lai)推(tui)進(jin)非(fei)侵(qin)入(ru)式(shi)方(fang)案(an)的(de)實(shi)施(shi)。NidecC-CT-6具有5kHz的高頻截止頻率和1:3000的匝數比，應該能夠勝任這項任務。

用於檢測步進電機電流並改變EtherCAT驅動器輸入電路中LED狀態的電路如圖1所示。

圖1：采用了標準電流檢測互感器(T1)、大負載電阻(R2)、輸入比較器(U1)
、觸發器(U2)和輸出比較器(U3)的電感耦合觸發電路。出於測試目的，用脈衝發生器和負載電阻(R1和R11)替代電機硬件。

實現讓工程界驚歎的獨特設計：設計理念遵從指南

C-CT-6電流互感器通常與10歐姆負載電阻一起用於提供初級電流的精確呈現。因為不關心幅度精度，所以選擇了一個帶有3.1V齊納二極管限壓器的大(33K)負載電阻器(R2)來改善時間響應性能，並避免燒掉比較器U1。圖中還實現了電流互感器輸出的全波整流(D1-4)，通過消除極性影響來簡化接口連接。

比較器U1用於比較整流器輸出電壓和RV1設置的閾值電壓。通過偏移調整引腳5提供比較器U1的正反饋。正向U1輸出觸發D觸發器(U2A)。按鈕開關SW1用於在觸發事件之間完成對觸發器的手動複位。為了幫助確定按下此開關的時機，LED(D6)會指示觸發器的狀態。輸出比較器U3充當低側開關，用於控製EtherCAT電機係統中的光耦合LED。觸發輸入和輸出電路中的共模扼流圈(FL1、FL2)可減少射頻幹擾並可防止在電噪聲環境中的誤觸發。這些扼流圈由鐵氧體分離式磁芯上的五匝RG-174組成。

為了模擬驅動係統連接並測量觸發時間響應，電路中用56歐姆電阻負載(R1)和B&K3011B脈衝發生器取代了步進電機和驅動器。這樣可在電流互感器(T1)中提供200mA的初級電流。連接EtherCAT驅動器的光隔離輸入電路被2K歐姆電阻負載(R11)所取代。使用電機驅動器的觸發可重複性在這裏也得到了確認。

仿真係統的示波器觀察結果[圖2]顯示R1兩端的電壓為12V正向步長；它被用於觸發示波器。

圖2：這些示波器軌跡記錄了測試期間的整流器輸出噪聲和斜率以及觸發響應時間。通道1顯示的是R1兩端的電壓，通道2顯示的是整流器輸出端的電壓
，通道3顯示的是輸入比較器的閾值
，通道4顯示的是U3輸出。

圖2還顯示了比較器U1的輸入，從中能清楚地看到整流器輸出何時超過閾值電壓。我們可以確信，電流互感器輸出上升時間受次級線圈電容的限製。(Lee)所選的閾值電壓要盡可能低，但要遠高於本底噪聲，以最大限度地減少誤觸發。在輸入脈衝前沿後13us的地方
，整流器輸出電壓超過0.25V的閾值。因比較器響應時間的緣故要再加1.2us。

該觸發電路的響應時間為15us，chaochuleyaoqiuyijijiyushiyongdedianliuhuganqidaikuanguigedeyuqi。zaidianliuhuganqishuchudianluzhongxuanyongdafuzaidianzuheerjiguanxianyaqi，keyigaishanshijianxiangyingxingneng
，daijiashihuijiangdifudujingdu。

如圖3所示，可以在要求更高的應用中使用電感耦合式觸發電路。

圖3：用於高頻觸發的手繞式(10:1)鐵氧體磁芯電流互感器的特性。通道1顯示的是源自初級線圈的56歐姆電阻兩端的電壓。通道2顯示的是33K負載電阻上的電流互感器輸出電壓。

將(jiang)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)減(jian)少(shao)到(dao)幾(ji)匝(za)
，可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)的(de)時(shi)間(jian)響(xiang)應(ying)性(xing)能(neng)，進(jin)而(er)減(jian)小(xiao)次(ci)級(ji)電(dian)容(rong)容(rong)量(liang)。采(cai)用(yong)高(gao)磁(ci)導(dao)率(lv)鐵(tie)氧(yang)體(ti)分(fen)離(li)式(shi)磁(ci)芯(xin)，例(li)如(ru)便(bian)宜(yi)的(de)共(gong)模(mo)扼(e)流(liu)磁(ci)芯(xin)，可(ke)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)高(gao)頻(pin)響(xiang)應(ying)性(xing)能(neng)。為(wei)了(le)降(jiang)低(di)插(cha)入(ru)損(sun)耗(hao)，可(ke)以(yi)用(yong)墊(dian)片(pian)調(tiao)整(zheng)分(fen)離(li)式(shi)磁(ci)芯(xin)中(zhong)的(de)氣(qi)隙(xi)，代(dai)價(jia)是(shi)會(hui)犧(xi)牲(sheng)次(ci)級(ji)脈(mai)衝(chong)幅(fu)度(du)。可(ke)以(yi)針(zhen)對(dui)磁(ci)特(te)性(xing)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)磁(ci)芯(xin)材(cai)料(liao)來(lai)滿(man)足(zu)各(ge)種(zhong)帶(dai)寬(kuan)要(yao)求(qiu)。

（來源：EDN電子技術設計
，作者：JEFF RADTKE，WILLIAM FERRIS）

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