在現(xiàn)代服務(wù)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人及工業(yè)機(jī)械臂中，伺服關(guān)節(jié)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的核心部件，直接影響整機(jī)的負(fù)載能力、運(yùn)動(dòng)精度和響應(yīng)速度。為滿足不同功率等級(jí)和集成度需求，ADI Trinamic提供了一系列面向伺服關(guān)節(jié)的高性能電機(jī)控制方案，涵蓋從單片集成驅(qū)動(dòng)芯片到多協(xié)議編碼器解碼芯片的完整產(chǎn)品組合。

高集成度單片伺服控制器：TMC9660

TMC9660是一款高度集成的70V/2A智能伺服控制芯片，適用于中小型功率伺服關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)。其內(nèi)部集成了以下關(guān)鍵模塊：

ARM? Cortex?-M3 MCU核心：用于運(yùn)行底層控制邏輯；

三環(huán)閉環(huán)控制引擎（位置、速度、電流）：支持高速閉環(huán)調(diào)節(jié)；

70V/2A柵極驅(qū)動(dòng)器（GDRV）：可直接驅(qū)動(dòng)外部功率MOSFET；

LDO與Buck轉(zhuǎn)換器：簡化電源設(shè)計(jì)；

硬件FOC引擎：無需編寫復(fù)雜算法即可實(shí)現(xiàn)高效磁場定向控制；

8點(diǎn)加減速軌跡發(fā)生器（Ramp Generator）：優(yōu)化啟停過程中的運(yùn)動(dòng)平滑性。

該芯片支持高達(dá)100kHz的伺服環(huán)路更新頻率，確保快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的機(jī)器人應(yīng)用。

智能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案：TMC5240

對(duì)于采用步進(jìn)電機(jī)構(gòu)建的輕型伺服系統(tǒng)，TMC5240提供了完整的控制+驅(qū)動(dòng)一體化解決方案。該芯片具備以下關(guān)鍵技術(shù)特性：

支持SPI/UART通信接口，便于主控集成；

內(nèi)置“八點(diǎn)”加減速規(guī)劃器，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)定位；

256微步細(xì)分分度器，提升運(yùn)動(dòng)分辨率；

集成36V、2.1A RMS輸出的H橋結(jié)構(gòu)（峰值3A，最大保護(hù)限值5A）；

ICS（集成電流傳感）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)非接觸式電流檢測；

StealthChop2?靜音斬波技術(shù)，在低速下實(shí)現(xiàn)無噪聲運(yùn)行；

自動(dòng)切換靜音模式與高速模式，無抖動(dòng)過渡。

TMC5240不僅適合于需要精密控制的小型關(guān)節(jié)或執(zhí)行器，還可廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室儀器等對(duì)噪音和精度敏感的應(yīng)用場景。

多協(xié)議絕對(duì)值編碼器解碼器：TMC8100

為實(shí)現(xiàn)高精度閉環(huán)控制，伺服系統(tǒng)通常依賴高質(zhì)量的位置反饋信號(hào)。TMC8100正是為此而設(shè)計(jì)的一款多協(xié)議編碼器接口芯片，其主要功能包括：

支持主流絕對(duì)值編碼器協(xié)議：SSI、BiSS C、EnDat、Tamagawa；

兼容增量式編碼器輸入；

提供SPI或高速UART接口，與主控或驅(qū)動(dòng)芯片連接；

可配合TMC6460或TMC9660使用，實(shí)現(xiàn)編碼器信號(hào)的高速采集與處理；

內(nèi)部集成時(shí)鐘同步機(jī)制，確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠。

該芯片是構(gòu)建高精度伺服控制系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，尤其適用于需多圈絕對(duì)位置保持的機(jī)器人關(guān)節(jié)、工業(yè)伺服電機(jī)等應(yīng)用。

結(jié)語

綜上所述，ADI Trinamic提供的TMC9660、TMC5240與TMC8100三款芯片分別覆蓋了伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制、步進(jìn)控制與編碼器解碼三大核心環(huán)節(jié)，構(gòu)成了一套完整的機(jī)器人伺服關(guān)節(jié)開發(fā)平臺(tái)。工程師可根據(jù)具體應(yīng)用場景選擇合適的器件組合，以實(shí)現(xiàn)從低成本到高性能的多樣化伺服控制方案。

注：我司是代理銷售ADI旗下全系列IC電子元器件，如需TMC9660、TMC5240與TMC8100產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請(qǐng)加客服微信：13310830171。