産業用オートメーション

高い EMC 耐性を備えた、小型で高性能の単軸および多軸サーボ ドライブを設計

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Decentralized multi-axis motor control
TI の産業用グレードのアナログ製品と組込みプロセッシング製品を採用することで、高効率の電力変換、高精度電流、低レイテンシ、電圧と温度のセンシング、信頼性の高い高電圧絶縁が可能になり、フォーム ファクタの小型化を実現できます。位置、速度、トルクを高速制御し、より精度の高い設計を可能にします。電磁適合性と耐性の高いマルチプロトコル産業用通信を追加することで、ファクトリ環境における動作の信頼性が高まります。

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単軸と多軸のサーボ ドライブ設計に TI 製品が選ばれる理由

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高精度かつ高速なモーター制御

TI のアナログ IC とリアルタイム マイコンは、専用の制御ペリフェラルを搭載しており、開発中の設計が必要とする精度を確保し、より高速な位置、速度、電流制御を実現します。

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低レイテンシのリアルタイム通信機能

TI のインターフェイス デバイスを使用することで高い電磁適合性耐性が得られ、TI の各種統合型 MCU により、プロセッサ間およびマルチプロトコル産業用通信に適した低レイテンシを実現できます。

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高い信頼性と機能安全規格への準拠を実現

機能安全規格に準拠しながら、製品寿命と絶縁定格を高めた製品を設計することで、予期しない危険が発生するリスクを低減し、信頼性を高めます。

信頼性の高い単軸 / 多軸サーボ ドライブ設計を開発

高帯域幅で高精度の閉ループ モーター制御システムを設計可能

リアルタイム モーター制御ペリフェラル、算術演算アクセラレータ、プログラマブル リアルタイム プロセッサ、構成可能なロジック ブロックを内蔵した TI のシングルコアとマルチコアの各種マイコン (MCU) を使用すると、以下のことを実現できます。

  • 低レイテンシで高帯域幅のチップ間インターフェイス。
  • 位置、速度、トルクの高精度高速制御。
  • 制御、通信、予防保守の各アルゴリズムの並列実行。
  • 磁界方向制御または直接トルク制御の計算時間を 1µs 未満に抑え、高い動的性能を実現。
  • 産業用通信機能とリアルタイム制御ペリフェラルを搭載したシングルチップ MCU により、外部フィールド プログラマブル ゲート アレイの必要性を排除。
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アプリケーション・ノート
AM243x/AM64x Single Chip Motor Control Benchmark
このアプリケーション ノートで説明する AM243x/AM64x シングルチップ サーボ ドライブ デモは、AM243x/AM64x の各デバイスが、フル統合型リアルタイム サーボ ドライブの制御パスと通信パスをどのようにサポートするかを示します。
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アプリケーション・ノート
Real-Time Benchmarks Showcasing C2000™ Control MCU's Optimized Signal Chain (Rev. A)
このアプリケーション ノートでは、実際の制御アプリケーションを中心として作成されたリアルタイム ベンチマークについて説明します。特に、リアルタイム制御の複雑さと、より包括的なこのベンチマーク アプローチの必要性を取り上げています。
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ホワイト・ペーパー
インダストリ 4.0 サーボ・ドライブに Sitara™ プロセッサおよびマイコンを活用 (Rev. C 翻訳版)
本稿では、サーボ ドライブ市場の動向と、インダストリ 4.0 とスマート ファクトリ システムの新しい要件とに Sitara マイコン (MCU) およびプロセッサ (MPU) がどのように対応しているかを説明します。
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リアルタイム制御。 に関する主な製品
AM2631 アクティブ リアルタイム制御機能とセキュリティ機能を搭載、最大 400MHz 動作、シングルコア Arm® Cortex®-R5F マイコン
AM2431 アクティブ 産業用通信機能とセキュリティ機能搭載、最大 800MHz、Arm® Cortex®-R5F ベースのマイコン
TMS320F28388D アクティブ コネクティビティ マネージャや、2 個の C28x+CLA (制御補償器アクセラレータ) CPU と 1.5MB フラッシュと FPU64 と CLB (構成可能ロジック ブロック) と ENET と

高精度電流センシング機能を備えた、効率的で高信頼性、小型フォーム ファクタの電力段を設計可能

TI の窒化ガリウム電界効果トランジスタ (FET) パワーモジュール、絶縁型と非絶縁型の絶縁ゲート型バイポーラ トランジスタ ゲート ドライバおよびシリコンカーバイド FET ゲート ドライバ、100V 統合 3 相スマート ゲート ドライバを活用し、48VDC や最大 690VAC の AC 入力などの入力電圧に対応した、高効率かつ高性能で小型フォーム ファクタの集中型 / モーター統合型電力段を実現する方法をご確認ください。

低レイテンシで広範な温度範囲に対応した、TI の絶縁型および非絶縁型電流、電圧、温度センシング製品は、高精度かつ高帯域幅の電流制御と、予防保守に適した高度なモーター診断を可能にします。

e-Book(PDF)
IGBT & SiC Gate Driver Fundamentals
より少ない電力でより多くを実現するのに役立つ、IGBT と SiC の各パワー スイッチの基礎については、ぜひ TI の ebook をご覧ください。
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ビデオ
絶縁型ゲート ドライバ向け絶縁型バイアス電源ソリューション
このビデオは、絶縁型バイアス電源を製作する方法をいくつか紹介し、制御方法、トランス構造、EMI 性能に基づいてさまざまなソリューションを比較します。
センシングと電力変換 に関する主な製品
AMC1306E05 アクティブ マンチェスター符号搭載、±50mV 入力、高精度、電流センシング、強化絶縁型変調器
UCC21750 アクティブ DESAT (脱飽和) 機能搭載、ミラー・クランプ内蔵、IGBT/SiC FET 向け、5.7kVrms、±10A、シングルチャネル絶縁型ゲート・ドライバ
UCC28C54 アクティブ 産業用、14.5V/9V UVLO 搭載、50% デューティ・サイクル対応、30V、低消費電力、電流モード PWM コントローラ

マルチプロトコルの産業用イーサネットからギガビット TSN まで対応

スマート ファクトリでは、コンベヤ ベルト、機械、工具、ロボットにサーボ ドライブが使用されています。これらのアプリケーションでは、EtherCAT、Profinet Real Time/Isochronous Real Time、EtherNet/IP、そしてまもなく登場するギガビットの Time-Sensitive Networking (TSN) など、複数のリアルタイム イーサネット プロトコルのサポートが必要な場合があります。TI の Sitara™ マイコンとマイクロプロセッサは、マルチプロトコル機能を内蔵し、多軸モーター制御に関するリソースも用意しています。

TI のイーサネット物理層 (PHY) は、過酷な産業用環境での実装に向けて、幅広い標準プロトコル、データ レート、高い電磁適合性耐性をサポートしています。ロボットや機械などの閉システムでは、10Mb、100Mb、1Gb のシングルペア イーサネット PHY を利用できます。

ホワイト・ペーパー
インダストリ 4.0 サーボ・ドライブに Sitara™ プロセッサおよびマイコンを活用 (Rev. C 翻訳版)
本稿では、サーボ ドライブ市場の動向と、インダストリ 4.0 とスマート ファクトリ システムの新しい要件とに Sitara マイコン (MCU) およびプロセッサ (MPU) がどのように対応しているかを説明します
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ビデオ
ギガビット リアルタイム イーサネット通信
このデモ ビデオでは、Sitara MCU+ および MPU 評価基板を使用して、ギガビット リアルタイム イーサネット通信を 10µs 未満のサイクル時間で行う方法について説明します。1 台のネットワーク コントローラと 4 台のネットワーク デバイスが、4µs ごとに入出力データを交換します。 
ホワイト・ペーパー
産業オートメーション用 TSN (Rev. A 翻訳版)
カットスルー TSN ハードウェア スイッチ搭載の Sitara プロセッサを使用して、100Mb から 1Gb の産業用イーサネットへ迅速に移行する方法をご確認ください。
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産業用通信 に関する主な製品
DP83826E アクティブ MII インターフェイスと拡張モード搭載、低レイテンシの 10/100Mbps PHY
AM2434 アクティブ 産業用通信機能とセキュリティ機能搭載、最大 800MHz、クワッドコア Arm® Cortex®-R5F ベースのマイコン
DP83869HM アクティブ 拡張温度範囲、銅線とファイバのインターフェイス搭載、高耐性、ギガビット・イーサネット PHY トランシーバ

IEC 61800-5-2 および ISO 13849 機能安全規格の厳格な要件に対応

TI の機能安全準拠製品は、Technischer Überwachungsverein (TÜV SÜD) 認定済みの機能安全ハードウェアとソフトウェアの開発プロセスを活用しており、モータードライブの設計で必要とされる性能レベルとセーフティ インテグリティ レベルを達成し、より安全で効率的な環境を実現するのに役立ちます。

TI の各種統合型製品と TÜV 評価済みの各種設計は、小型化、スマート対応、信頼性向上に貢献する、セーフ トルク オフなどの安全機能を設計する際に役立ちます。

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製品概要
Industrial Functional Safety for C2000™ Real-Time Microcontrollers (Rev. E)
TI の各種機能安全準拠製品、資料、ソフトウェア、知識の豊富なエキスパートが提供するサポートを活用することで、IEC 61508 (SIL) と ISO13849 (PL) の認証プロセスの効率化と迅速化を実現できます。
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機能安全情報
The state of functional safety in Industry 4.0
このホワイト ペーパーでは、工場の現場にあるオートメーション サブシステム内で、プロセッサの機能安全が何を意味するかに注目し、機能安全を実現するためのいくつかのオプションを検討します。
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機能安全情報
Design Smaller Safe Torque Off (STO) Systems Using 3-Phase Smart Gate Drivers
この記事では、STO の要件、市場動向、既存のソリューション、DRV8350F と DRV8353F を使用した小型 STO 設計のアプローチについて説明します。
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機能安全 に関する主な製品
TMS320F28388D アクティブ コネクティビティ マネージャや、2 個の C28x+CLA (制御補償器アクセラレータ) CPU と 1.5MB フラッシュと FPU64 と CLB (構成可能ロジック ブロック) と ENET と
AM2432 アクティブ 産業用通信機能とセキュリティ機能搭載、最大 800MHz、デュアルコア Arm® Cortex®-R5F ベースのマイコン
TPS3704 アクティブ 高精度、コンパクト フォーム ファクタのマルチチャネル ウィンドウ スーパーバイザ

IEC 61800-5-1 の絶縁要件を満たし、長寿命でより信頼性の高いモーター ドライブを実現

信頼性の高い静電容量性二酸化ケイ素絶縁バリアや、IC 内部のトランスをベースとする磁気絶縁など、設計上の課題を解決する TI 独自の絶縁技術を取り揃えた製品ラインアップをご覧ください。

利点:

システム性能と信頼性の向上:TI の認定済み高電圧絶縁型製品は、低レイテンシ、優れた同相過渡耐性、信頼性の高い性能を実現します。

システム コストの低減:TI の絶縁テクノロジーを採用すると、部品表の低減、システム コストの削減、ソリューション サイズの大幅な縮小を実現できます。

スケーラビリティ:TI の革新的なパッケージングと世界各地にある自社所有の製造施設により、より多くのアナログ IC の機能に、機能絶縁、基本絶縁、強化絶縁の能力を組み込むことができます。 

認定
工場監視との適合証明書
強化絶縁用の磁気および容量性カプラに最適です。
ビデオ
TI プレシジョン ラボ — 絶縁
絶縁に関する重要なパラメータ、認定、各タイプのデバイスの設計とトラブルシューティングの方法を学習することで、絶縁に関する専門知識を深めることができます。
ホワイト・ペーパー
高信頼性と低コストを両立させる絶縁技術により高電圧設計の様々な課題を解決 (Rev. C 翻訳版)
このホワイト ペーパーでは、ガルバニック絶縁の概要を紹介し、高電圧システムの一般的な絶縁方法を説明します。また、設計者が絶縁のニーズに確実に対応すると同時に、サイズの小型化とコスト削減を達成するうえで、TI の各種絶縁デバイスがどのように役立つかも説明します。
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絶縁 に関する主な製品
ISO6760 アクティブ 汎用、50Mbps、6 チャネル (6/0) デジタル アイソレータ
ISO7821LLS アクティブ デュアルチャネル、1/1、150Mbps、高性能、強化絶縁型 LVDS バッファ
ISOM8710 アクティブ DC 入力、ロジック出力、シングルチャネル、高速、フォトカプラ・エミュレータ

高精度、低レイテンシ、高信頼性の位置フィードバック センシング システムを設計可能

専用オンチップ ペリフェラルを搭載した TI の各種マイコンは、レゾルバ / デジタル変換をサポートします。また、EnDat2.2、Tamagawa T フォーマット、BiSS-C (Bidirectional Interface for Serial/Synchronous-C)、Hiperface DSL などのインクリメンタル エンコーダとマルチプロトコル アブソリュート エンコーダ、安全機能を備えた多軸位置フィードバックもサポートします。

利点:

  • IEC 61800-3 EMC 耐性の基準を満たし、これを上回る高いデータ レート、低レイテンシ、高信頼性の RS-485 インターフェイス ソリューション。
  • 高精度と診断機能を備え、ホール効果と異方性磁気抵抗を利用した位置センサにより、信頼性の高いシステム動作を実現。
  • 低レイテンシのデータ コンバータを搭載し、広い温度範囲に対応した、高分解能のアナログ フロント エンド。
  • コンパクトな設計を実現する、小型フットプリント、高効率、低ノイズのパワー マネージメント ソリューション。
ホワイト・ペーパー
Simplify the integration of position sensors for industrial drive control system (Rev. A)
このホワイト ペーパーでは、位置フィードバックと新しい位置センサ インターフェイス機能の統合について説明しています。
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アプリケーション・ノート
Industrial Communication Protocols Supported on Sitara™ Processors (Rev. E)
このアプリケーション レポートは、Sitara™ マイコンと Sitara Arm® Cortex®-A プロセッサ製品ラインアップの各デバイスがサポートしている産業用通信プロトコルと、それらのプロトコルの詳細を入手する場所と方法について説明します。
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アプリケーション概要
インクリメンタル・ロータリー・エンコーダ (Rev. B 翻訳版)
インクリメンタル ロータリー エンコーダは、回転の動きを電気信号に変換し、自動化システムをより精密に制御できるようにします。インクリメンタル エンコーディングを実現するために利用できるさまざまなテクノロジーについて説明します。
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位置フィードバック に関する主な製品
THVD2450 アクティブ IEC ESD 対応 ±70V 故障保護機能搭載、3.3V ~ 5V RS-485 トランシーバ
ADS9224R アクティブ リファレンス電圧と強化 SPI 機能搭載、16 ビット、3MSPS、デュアルチャネル、同時サンプリング SAR ADC
新製品 TMAG6180-Q1 アクティブ 車載、角度範囲 360 度、高精度、アナログ AMR (Anisotropic magnetoresistance:異方性磁気抵抗) 角度センサ

設計と開発に役立つリソース

評価ボード
AM2x Brushless-DC (BLDC) Servo Motor BoosterPack

The AM2x BLDC Servo Motor BoosterPack plug-in module is an add-on for the AM2x LaunchPad development kits. This BoosterPack provides up to two axes of 24V/8A BLDC driver, ADC/SDFM current feedback, industrial absolute encoder, and resolver feedback. 

ソフトウェア開発キット (SDK)
AM243x Sitara™ マイコン向けソフトウェア開発キット (SDK)

AM243x マイコン (MCU) ソフトウェアは、一連のソフトウェア開発キット (SDK) であり、TI の組込みプロセッサ向けソフトウェア プラットフォームを実現します。このプラットフォームを活用すると、セットアップが容易で、サンプルとベンチマークとデモをすぐに利用できます。このソフトウェアを使用すると、システム ソフトウェアの基本的な機能の新規作成が不要になり、アプリケーション開発スケジュールの迅速化が可能になります。

AM243x ソフトウェアの内容:

  • MCU-PLUS-SDK-AM243X:MCU plus SDK (マイコン + SDK) は、AM243x (...)
ソフトウェア開発キット (SDK)
C2000™ MCU 向け MotorControl ソフトウェア開発キット (SDK)

C2000™ マイコン (MCU) 用の MotorControl SDK は、さまざまな 3 相モーター制御アプリケーションで使用するために C2000 リアルタイム制御ベースのモーター制御システムの開発時間を最小限に抑える目的で設計したソフトウェア インフラ、ツール、資料の包括的なセットです。このソフトウェアには、C2000 モーター制御評価モジュール (EVM) で動作するファームウェアと、産業用ドライブ、ロボット、家電製品、車載アプリケーションを対象とした TI Designs (TID) が含まれています。MotorControl SDK (...)

産業用オートメーション 関連の各種リファレンス・デザイン

セレクションツールを使用すると、お客様のアプリケーションやパラメータに最適なリファレンス・デザインをご覧いただけます。

技術リソース

ビデオ・シリーズ
ビデオ・シリーズ
非集中型多軸モーター制御
ビデオをご覧になり、TI の非集中型多軸サーボ ドライブ アーキテクチャを活用して、リアルタイム制御を、実際の動作にいっそう近付けてください。
ビデオ
ビデオ
モーター ドライブへの機能安全の実装
このビデオでは、4 つの TI リファレンス デザインを組み合わせ、可変速度ドライブにセーフ トルク オフ (STO) 機能と安全ブレーキ制御 (SBC) 機能を統合する方法を紹介します。
技術記事
技術記事
モーターを継続的に安全に動作させる方法
電動モーターの数が増え、電力効率に対する懸念があることから、設計者はより電圧の高いモーターを採用し、設計の実効電力効率を高めています。TI がどのようにお手伝いできるのか、詳細をご覧ください。