电流环延迟仅1.06μs！采用Σ-Δ电流采样技术的开源EtherCAT伺服电机驱动方案

在伺服系统迈向高精度与高动态响应的技术演进中，电流环作为最内层的核心控制回路，其采样精度与实时性直接决定了系统的性能上限。

随着传统电阻采样配合隔离运放与SAR-ADC的方案在精度与抗干扰能力方面趋于极限，采用Σ-Δ调制结合数字滤波的创新采样技术，为系统实现更高控制精度与动态响应提供了关键支撑。凭借高精度、强抗干扰与易实现隔离等突出优势，Σ-Δ电流采样技术已成为高性能伺服驱动的主流选择。

Σ-Δ电流采样的主要优势在于易于实现模拟隔离采样。由于主回路开关噪声会影响控制电路的稳定性和精度，隔离式Σ-Δ采样可实现控制电路与主回路的电气隔离。隔离Σ-Δ转换器是采用脉冲输出方式传输信号，通过数字隔离芯片实现隔离，较模拟隔离成本低而且失真小。

快包分析师推荐泰为电子的交流伺服电机控制方案和先楫HPM6E系列的EtherCAT伺服驱动器方案，方案采用Σ-Δ电流采样技术且整套代码开源可交付，更方便工程师设计开发相应方案。

基于TAE32F5600的交流伺服电机控制器方案

泰为交流伺服电机控制器解决方案提供伺服系统的低成本单芯片解决方案，替代原有的MCU+CPLD方案。该方案支持同步电机转矩、速度、位置闭环控制，具有过载、过流、过压、欠压、过温等保护功能；支持RS485 Modbus、CAN 2.0接口，满足同步电机伺服控制的基础需求。

方案参数：

方案特点：

• 完善的故障保护功能

• 支持电机参数在线辨识

• 支持增量式与总线式编码器接入

• 支持面板、外接端子与上位机控制

基于HPM6E系列的EtherCAT伺服驱动器方案

方案搭载先楫HPM6E80 RISC-V双核处理器，600MHz主频，性能强劲，能够无缝支持伺服系统控制及工业以太网网关等多种应用场景。支持单相AC~90V- AC~253V 电源供电配合 100W~750W 高响应伺服电机，实现全闭环功能，使得电机运行安静平稳。支持适配电机，支持 EtherCAT总线控制，支持DI输入，支持DO输出，具备过流、过压、过载等保护。

方案参数：

• 输入电压范围：AC~90V- AC~253V

• 额定功率：750W

• 额定电流：5A

• 额定转速：3000RPM （根据适配电机）

• 适配电机：5对极伺服电机

• 编码器：电机适配17位绝对值编码器(多摩川)

• 支持通讯方式：EtherCAT (支持CiA402协议)

HPM6300 低压伺服驱动器方案

方案采用先楫HPM6300系列高性能微控制器，主频高达648MHz、CoreMark评分达3390，大幅提升伺服系统的实时响应能力。利用其3个独立16位ADC同步采集电机电流与母线电压，提升控制精度。方案提供完整开源的位置、速度、电流三环FOC源码，电流环延时低至1.06us，大幅缩短开发周期。

方案特点：

• RISC-V内核支持双精度浮点运算及DSP扩展，主频高达648MHz，Coremark 高达3390，提高了伺服的响应能力。

• 配备3个独立16位ADC（最高4MSPS），支持电机电流和母线电压同步采集，提高伺服的控制精度。

• 支持128KB ILM和128KB DLM（0等待SRAM），保障快速电流环和实时数据处理。

• 内置16位FMEC接口，支持FPGA或 EtherCAT从站芯片进行高效通信。

• 提供完整开源的的位置、速度、电流三环FOC源码，其中，电流环延时仅1.06μs，有效缩短开发周期，为“单芯片”伺服提供可能性。

• 内置CAN接口，支持CANFD通讯；2组共16路精度达3.0ns的PWM。

• 内置FFT/FIR协处理器，实现快速的FFT计算，对于电流、电压信号进行实时分析，助力电机预维护功能。

• 支持1个百兆以太网，支持IEEE1588；1个内置PHY的高速USB；2路CAN/CAN-FD；支持9路UART、4路SPI、4路I2C等外设。

即刻扫描二维码！可申请免费样片及方案技术资料