Blog về công ty ADI LTC4372CDD Bộ điều khiển điốt lý tưởng dòng tĩnh thấp cho robot hình người

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. cung cấp và tái chế ADILTC4372CDDBộ điều khiển diode lý tưởng có dòng điện tĩnh thấp.Với các tính năng cốt lõi như tiêu thụ năng lượng cực thấp trong phạm vi microampere, một phạm vi điện áp cực rộng, tắt ngược cực nhanh và một gói nhỏ gọn,nó đáp ứng chính xác các yêu cầu thiết kế nghiêm ngặt của hệ thống cung cấp năng lượng robot nhân hình, làm cho nó trở thành thành phần được ưa thích cho nguồn cung cấp điện dư thừa, bảo vệ pin và ngăn chặn tải ngược trong các ứng dụng robot.

Tôi.LTC4372CDDTổng quan sản phẩm

LTC4372CDD là một bộ điều khiển diode lý tưởng điện áp cao, dòng điện yên tĩnh thấp được đặt trong một gói nhỏ gọn 3mm × 3mm 8-WFDFN. Được thiết kế đặc biệt để thay thế các diode Schottky truyền thống,nó điều khiển đường dẫn năng lượng với hầu như không giảm điện áp phía trước bằng cách điều khiển một MOSFET kênh N bên ngoài, do đó giải quyết hoàn hảo các vấn đề về sản xuất nhiệt và giảm tuổi thọ pin do sự sụt giảm điện áp 0,4V ∼ 0,6V điển hình của các diode thông thường.

CácLTC4372CDDthiết bị kết hợp bốn lợi thế cốt lõi: tiêu thụ điện tĩnh cực thấp, dung nạp điện áp rộng, chặn ngược cực nhanh và bảo vệ ngược điện áp cao.Nó phù hợp với một loạt các kịch bản bảo vệ năng lượng liên kết đầy đủ, bao gồm pin chính 48V cho robot hình người, nguồn điện dư thừa đa kênh, nguồn điện servo drive, nguồn điện MCU dự phòng và phân phối điện cho cảm biến thị giác,làm cho nó trở thành thiết bị PMIC cốt lõi cho robot giống người, hệ thống điện bền lâu và rất đáng tin cậy.

II. Thông số kỹ thuật điện chính củaLTC4372CDD

1. Điện tĩnh cực thấp (một lợi thế quan trọng cho độ bền của robot)

Điện tĩnh hoạt động bình thường: chỉ 5μA

Chế độ tắt SHDN Điện tĩnh: thấp đến 0,5μA

Robot giống người có một số lượng lớn tải trọng chờ liên tục (chế độ ngủ servo chung, chờ máy ảnh và giám sát năng lượng thấp bởi các bộ xử lý đồng);tiêu thụ điện tĩnh ở mức microampere có thể làm giảm đáng kể việc tiêu thụ pin của hệ thống trong thời gian chờ, do đó kéo dài thời gian của một chu kỳ hoạt động duy nhất.

2Phạm vi điện áp hoạt động rộng

Điện áp hoạt động: 2,5V ≈ 80V. Tương thích với bus chính pin lithium-ion 24V/48V và các nhánh điện áp thấp phụ trợ 5V/12V được tìm thấy trong robot hình người,bao gồm tất cả các mức điện áp cung cấp năng lượng cho động cơ servo, bảng máy tính AI, cảm biến IMU và thiết bị điều khiển bằng tay.

3. Bảo vệ cắt điện ngược cực nhanh

Thời gian ngắt lỗi ngược ≤ 1,5 μs. Trong trường hợp ngưng khẩn cấp của robot, mạch ngắn pin hoặc dòng điện ngược từ nhiều nguồn điện,dòng ngược có thể bị cắt trong vòng vài mili giây, ngăn chặn MOSFET kiệt sức và hư hỏng chip điều khiển chính, do đó đảm bảo an toàn của robot humanoid điều khiển chuyển động.

4. Bảo vệ điện áp ngược mạnh mẽ

Hỗ trợ nguồn cung cấp điện ngược chịu điện áp 28 V, loại bỏ nguy cơ bị hỏng nguồn cung cấp điện toàn hệ thống do kết nối pin ngược hoặc cắm / tháo cáp không chính xác,và phù hợp với các kịch bản liên quan đến việc tháo rời và lắp ráp lại robot thường xuyên, cũng như gỡ lỗi ngoài trời.

5. Khả năng ổ đĩa và topology

Động cơ MOSFET kênh N cao cấp có thể đạt được nguồn cung cấp điện hoặc dư thừa với một thiết bị duy nhất,hoặc lái back-to-back MOSFETs để ức chế dòng chảy vào và cung cấp ngắt kết nối cứng của đường tảiHỗ trợ dòng dẫn điện tối đa 10A, đáp ứng các yêu cầu nguồn cung cấp điện cho chân và vòng eo servo công suất cao.

6Bao bì và phạm vi nhiệt độ

CácLTC4372CDDlà một mô hình cấp thương mại với phạm vi nhiệt độ hoạt động từ 0 °C đến 70 °C. Nó có gói gắn bề mặt DFN nhỏ gọn 3 × 3 mm, chiếm không gian PCB tối thiểu,làm cho nó phù hợp với bố cục bảng mạch kín được tìm thấy trong cơ thể và khớp robot hình người.

III. Đặc điểm chính của sản phẩmLTC4372CDD(Lợi thế đặc biệt cho robot giống người)

1- Mất cực kỳ thấp trong trạng thái hoạt động, giảm nhu cầu sản xuất nhiệt và quản lý nhiệt trong robot

Diode Schottky thông thường thường có giảm điện áp trong trạng thái hoạt động 0,5V hoặc nhiều hơn; trong các mạch servo công suất cao, điều này dẫn đến việc tạo ra nhiệt liên tục,yêu cầu các cấu trúc quản lý nhiệt bổ sung và tăng trọng lượng của robotKhi kết hợp với một MOSFET Rdson thấp,LTC4372CDDcó thể giảm giảm điện áp trong trạng thái hoạt động xuống phạm vi milivolt, giảm đáng kể mức tiêu thụ điện trong đường dẫn điện, giảm bớt gánh nặng đối với thiết kế nhiệt của robot,và làm cho nó dễ dàng hơn để đạt được một thiết kế cơ thể nhẹ.

2Tiêu thụ năng lượng chờ trong phạm vi microampere, tăng tuổi thọ pin của robot

Robot giống như con người dành phần lớn thời gian của họ trong hoạt động gián đoạn: servo đi vào chế độ ngủ giữa các chuyển động đi bộ và nắm bắt, máy ảnh tầm nhìn đang ở trạng thái chờ,và các mô-đun an toàn dự phòng vẫn ở chế độ chờ với nguồn cung cấp điện liên tụcVới dòng điện hoạt động 5 μA và dòng điện tắt 0,5 μA, việc tiêu thụ pin là không đáng kể; so với các bộ điều khiển diode lý tưởng tương tự, tiêu thụ điện được giảm hơn 60%,hiệu quả kéo dài thời gian hoạt động liên tục của robot với cùng dung lượng pin.

3. Phân biệt nguồn điện dư thừa đa kênh để đảm bảo an toàn chức năng của robot

Robot giống người sử dụng kiến trúc cung cấp năng lượng kép bao gồm pin chính và pin dự phòng khẩn cấp.tự động chọn nguồn điện với điện áp cao hơn; nó dễ dàng chuyển sang nguồn cung cấp điện dự phòng trong trường hợp pin chính cạn kiệt hoặc mạch mở, ngăn ngừa mất cân bằng trong khi di chuyển và rơi không kiểm soát được,do đó đảm bảo nguồn cung cấp điện không bị gián đoạn cho hệ thống chuyển động.

4. Phân biệt lỗi siêu nhanh để chịu được tác động tạm thời trong quá trình chuyển động robot

Chuyển động khớp tốc độ cao, va chạm và dừng động cơ có thể tạo ra trường điện điện ngược đáng kể,có khả năng làm cho dòng điện ngược chảy trở lại và làm hỏng các chip điều khiển và quản lý năng lượng chínhThiết bị ¢s siêu nhanh 1.5μs khả năng tắt ngay lập tức cắt dòng ngược, cô lập nhánh bị lỗi mà không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các khớp khác,Mô-đun hình ảnh và máy tính, do đó tăng cường sự ổn định tổng thể của robot.

5Bao bì siêu nhỏ gọn, phù hợp với bảng điều khiển robot nhỏ

Các gói 3mm × 3mm DFN chiếm ít không gian PCB hơn nhiều so với các giải pháp đóng gói MSOP. Nó có thể được tích hợp vào các khu vực có không gian cực kỳ hạn chế, chẳng hạn như bảng điều khiển servo tay,Các mô-đun thị giác cổ và bảng điều khiển vi mô mắt cá chân, hỗ trợ việc thu nhỏ và thiết kế nhẹ của robot giống người.

6. Khả năng tương thích điện áp đầy đủ, thống nhất giải pháp quản lý năng lượng của robot

Một con chip duy nhất bao gồm các cảm biến điện áp thấp (2,5V), bảng điều khiển điện áp trung bình (12V/24V) và đường ray chính điện áp cao (48V),đơn giản hóa BOM của hệ thống và giảm nhu cầu lưu trữ nhiều loại IC bảo vệ điện cũng như khối lượng công việc thiết kế liên quan.

IV. Các kịch bản ứng dụng điển hình choLTC4372CDD

1. 48V pin chính dư thừa hoặc bảo vệ

Nguồn cung cấp năng lượng cho lõi động cơ của robot hình người, cho phép chuyển đổi tự động giữa pin chính và phụ để ngăn chặn việc tắt và rơi do mất điện.

2. Bảo vệ phản lực cho các ổ servo chung

Đường cung cấp năng lượng cho động cơ servo công suất cao ở chân, eo và cánh tay, ngăn chặn tác động ngược từ động cơ back-EMF.

3. Cung cấp điện dự phòng cho AI Vision / IMU Sensors

Các mạch điện chờ cho máy ảnh và cảm biến thái độ; dòng điện tĩnh cực thấp làm giảm mức tiêu thụ điện chờ.

4. Bảo vệ điện năng liên tục cho các mô-đun điều khiển an toàn

Các thiết bị an toàn để tắt khẩn cấp và phát hiện va chạm; tiêu thụ năng lượng cực thấp trong chế độ tắt trong khi vẫn ở chế độ chờ, sẵn sàng kích hoạt các hành động bảo vệ bất cứ lúc nào.

5. Phương tiện cung cấp năng lượng vi mô biệt lập cho máy điều khiển bằng tay

Micro-drive boards cho servo năm ngón tay, cung cấp bảo vệ kết nối ngược và áp lực trong không gian hạn chế.

6. Hệ thống-Wide Power-On Suppression Circuit

Sử dụng các MOSFET liên tiếp để ngăn chặn dòng điện vào khi bật điện, do đó bảo vệ tuổi thọ của pin lithium-ion.

V. Tóm lạiLTC4372CDD

Với năm khả năng cốt lõi của nó: dòng điện tĩnh cực thấp, dung nạp điện áp cao rộng, bảo vệ ngược cực nhanh, bao bì thu nhỏ và tổn thất quá thấpLTC4372CDD đáp ứng chính xác các yêu cầu thiết kế cốt lõi của robot nhân hình về khung xe nhẹ, tuổi thọ pin, an toàn chuyển động và quản lý năng lượng đa kênh.

Là một bộ điều khiển diode lý tưởng trưởng thành, được sản xuất hàng loạt từ ADI, nó cung cấp một giải pháp toàn diện cho các thách thức chính như bảo vệ kết nối ngược pin robot, dư thừa nguồn điện,Servo back-EMF cô lập và kiểm soát tiêu thụ điện chờNó là thiết bị bảo vệ ưa thích cho hệ thống điện trong robot nhân hình công nghiệp, robot nhân hình dịch vụ và robot giáo dục nhỏ.