Avantajele aplicațiilor izolatoarelor digitale în motoarele industriale
Controalele electronice utilizate în motoarele industriale trebuie să asigure o performanță ridicată a sistemului în medii electrice dure. Circuitul sursei de alimentare generează tensiuni de tensiune pe înfășurările motorului, iar aceste margini de tensiune pot fi cuplate capacitiv în circuitul de joasă tensiune. În circuitele de putere, comportamentul non-ideal al comutatoarelor de putere și al componentelor parazitare poate genera și zgomot cuplat inductiv. Cablul lung dintre circuitul de comandă și motor și senzorul formează o varietate de căi care cuplează zgomotul în semnalul de feedback de control. Driverele de înaltă performanță necesită control al feedback-ului de înaltă fidelitate și semnale care trebuie izolate de circuitele de putere cu zgomot ridicat. Într-un sistem tipic de antrenare, este inclus un semnal de comandă a porții izolate pentru a acționa semnalele de reacție a invertorului, a curentului și a poziției către controlerul motorului și pentru a izola semnalele de comunicație între diferitele subsisteme. Când se realizează izolarea semnalului, lățimea de bandă a căii de semnal nu trebuie să fie sacrificată și costul sistemului nu trebuie să crească semnificativ. Optocuploarele reprezintă metoda tradițională de realizare a izolației în condiții de izolare peste bariera de izolare. Deși optocuploarele se folosesc de zeci de ani, deficiențele lor pot afecta performanța la nivel de sistem.
Utilizarea pe scară largă a dispozitivelor de acționare cu turație variabilă în aplicații industriale se datorează unor comutatoare eficiente de alimentare și circuite electronice de control eficiente din punctul de vedere al costurilor. Dificultatea de proiectare este cuplarea circuitelor de comutare de mare putere cu circuite de control de joasă tensiune fără a sacrifica imunitatea la zgomot sau viteza de comutare.
Invertoarele de comutare moderne au în mod obișnuit eficiențe mai mari de 95%, iar comutatoarele tranzistorului de putere utilizate pot fi de asemenea conectate la înfășurările motorului între șinele înalte și joase ale șinei de înaltă tensiune DC. Acest proces reduce pierderea invertorului deoarece tranzistorul de putere funcționează în modul de saturație completă, ceea ce reduce scăderea tensiunii și pierderea de putere în timpul conducerii. Există, de asemenea, o pierdere tranzitorie de putere suplimentară în timpul procesului de comutare, deoarece în această perioadă există o tensiune mare pe tranzistor, în timp ce curentul de sarcină comută între dispozitive de putere ridicată și joasă. Companiile de semiconductori puternice au proiectat tranzistoare cu timpi de comutare mai scurți, cum ar fi IGBT-urile, pentru a reduce această pierdere de putere de comutare. Cu toate acestea, această viteză de comutare mai mare introduce, de asemenea, câteva efecte secundare inutile, cum ar fi zgomotul de comutare crescut.
