人形機器人需仰賴大量馬達，而每個馬達都必須在小巧空間中提供高功率密度和精確控制。相較於金屬氧化半導體場效電晶體替代方案，GaN 技術可藉由整合式驅動器，將功率級尺寸縮減 50% 以上。GaN 具備超低切換損耗，可在數百 kHz 範圍內實現高頻脈衝寬度調變控制。其可在沒有過多熱量的情況下維持效率，因此有助於解決人形機器人系統複雜的高性能要求。

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GaN 智慧型電源模組

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GaN：超越功率密度的極限

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GaN FET 在人形機器人中的應用

下載

White paper

Optimizing GaN performance with an integrated driver

在高轉換速率下，某些封裝類型會限制 GaN 場效電晶體 (FET) 的切換性能。將 GaN FET 和驅動器整合在相同封裝中，就可降低寄生電感，並將切換性能最佳化。

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影片

適用於機器人與伺服驅動的 3 相位 GaN 逆變器

此參考設計為 48V、15A、GaN 式三相位逆變器，並在 80kHz PWM 下進行測試。由於 GaN 可作為半導體材料，越來越多機器人與伺服製造商都開始探索在馬達驅動中使用 GaN。

White paper

三相位整合式 GaN 技術如何實現最高的馬達驅動性能

DRV7308 等 GaN 式 IPM 的進步，可望持續協助提升電器和 HVAC 系統中的馬達驅動功率密度、電力輸送和效率，同時節省系統成本並提升可靠性。

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Featured products for 功率級

新產品 LMG2100R026

現行

100V 2.6mΩ 半橋氮化鎵 (GaN) 功率級

新產品 LMG3100R017

現行

具有整合式驅動器的 100V 1.7mΩ GaN FET

新產品 DRV7308

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具備防護及電流感測功能的 650V、205mΩ 3 相位整合式 GaN 智慧型電源模組 (IPM)

快速實現流暢、準確的運動

人形機器人需要持續即時測量馬達電流、電壓與位置，以實現準確的移動與速度。我們的 C2000™ 微控制器和 Sitara™ 處理器可提供高性能的即時控制，確保您的機器人能以精確、穩定且安全的方式運作。這些處理器專為將通訊和處理延遲降至最低而設計，可提供同級最佳的動作控制、週期時間和路徑準確度，滿足現代人形機器人系統日益增長的性能需求。

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進一步了解即時控制

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分散式多軸馬達控制

利用我們的分散式多軸伺服驅動架構，讓即時控制更貼近實際動作。

Technical article

What is “real-time control” and why do you need it?

即時控制是閉合迴路系統在定義時段內收集資料、處理資料和更新系統的能力。如果系統錯過了定義的時段，則穩定性、精密度和效率都會下降。

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Technical article

How to achieve precise motion control in industrial drives

對精確的運動控制而言，工業驅動的許多層面都十分重要，這包括即時控制設計的所有三個基礎子系統：感測、處理及致動。

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Featured products for 馬達控制

AM2634

現行

具有即時控制及安全性之高達 400 MHz 四核心 Arm® Cortex®-R5F MCU

TMS320F28P650DK

現行

C2000 ™ 32 位 MCU ， 2x C28x +CLA CPU ，鎖定步驟， 1.28-MB 快閃記憶體， 16-b ADC ， HRPWM ， EtherCAT ， CAN-FD ， AES

透過即時通訊，享有精確、安全的運動

為了讓人形機器人實現精確且安全的動作，標準或單對乙太網路 (SPE) 等即時通訊介面是在系統間及時交換資料的關鍵要素。我們最新的實體層 (PHY) 結合高性能即時 MCU 後，可支援速度高達 GB 的各種工業通訊協定，同時協助降低進階機器人設計中的纜線重量、複雜性和故障點。

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具單對乙太網路的人形機器人

Application note

How and Why to Use Single Twisted-Pair Ethernet (SPE) for Industrial Robotics Environments (Rev. A)

本文探討 SPE (Base-T1) 對機器人應用的優勢，以及使用精巧、有效率、可靠且低雜訊的通訊介面設計機器人系統時，會面臨的主要挑戰。

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Application note

EMC/EMI Compliant Design for Single Pair Ethernet

此應用說明提供電路圖和佈局實務的指南，以協助通過電磁干擾和電磁相容性測試，內容著重於電源供應和時脈機制。

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Featured products for 通訊

DP83TC812S-Q1

現行

具有 RGMII & SGMII 的 TC-10 合規性 100BASE-T1 車用乙太網路 PHY

DP83826E

現行

具有 MII 介面與強化模式的低延遲 10/100-Mbps PHY

TCAN1042-Q1

現行

具有靈活資料速率的汽車故障保護 CAN 收發器

提升機器人的性能與速度，且無須犧牲回應安全威脅的時間

利用我們的高準確度 mmWave 感測器產品組合，實現密切的人形機器人協作。我們的 mmWave 雷達感測器可透過 360 度視野協助進行精確的資料收集，助您將設計的精密度提升至最高。我們的雷達技術也已通過 Technischer Überwachungsverein (TÜV SÜD) 的安全完整性第 2 級預先認證，可協助進行安全設計週期，並能夠履行國際電工委員會 (IEC) 61496-5 雷達保護裝置標準的要求。

影片

網路研討會：機器人感測

了解 mmWave、超音波和光學感測器等各種感測器，如何促進協作機器人與人類共同合作、共存與共事，以及感測器如何讓自動導引車輛能偵測和避開物體。

影片

TI mmWave 專家探討功能安全

本影片探討 TI 雷達感測器提供的功能與資源，讓您輕鬆進行功能安全開發，進而滿足您的終端應用需求。

參考設計

適用於光達的奈秒雷射驅動器參考設計

我們的光線偵測及測距（光達）參考設計展現了 LMG1020 和 LMG1025-Q1 低壓側閘極驅動器，適合窄脈衝應用。

Featured products for 安全感測器技術

IWR6843

現行

單晶片 60-GHz 至 64-GHz 智慧型 mmWave 感測器，具備整合處理功能

TDA4VM

現行

雙 Arm® Cortex®-A72 SoC、C7x DSP 以及深度學習、視覺與多媒體加速器

LMG1020

現行

適用於奈秒輸入脈衝且具有 5-V UVLO 的 7-A/5-A 單通道閘極驅動器

簡化您的功能安全系統認證

運用我們的 TI 功能安全相容感測器與處理器，滿足 IEC 61508 等功能安全標準的嚴格要求。我們提供功能安全認證工程師；功能安全失效率與故障模式、影響和診斷分析等可用文件和資源；以及安全認證和軟體診斷程式庫，以協助簡化認證程序。

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White paper

Optimizing functional safety for industrial robots

本白皮書說明工業機器人處理器的功能安全，並探索可實現功能安全的部分選項。

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Functional safety information

Design Smaller Safe Torque Off (STO) Systems Using 3-Phase Smart Gate Drivers

了解我們以 TI 功能安全品質管理裝置形式推出的三相位智慧型閘極驅動器，助您因應下一個安全扭矩關閉系統設計。

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影片系列

TI 的功能安全

運用我們的類比與嵌入式處理產品優勢來滿足 ISO 13849 與 IEC 61508 等功能安全標準的嚴格要求。在我們專家的協助下，簡化您的功能安全系統認證。

應用簡介

使用整合式三相位智慧型閘極驅動器，設計更小的 STO 系統

本文討論安全扭矩關閉 (STO) 要求、市場趨勢、現有解決方案，以及使用 DRV8350F 和 DRV8353F 的小型 STO 設計方法。

參考設計

適用於整合式馬達驅動的 48V、4kW 小型三相位逆變器參考設計

此參考設計展示了額定 48V DC 輸入和 85Arms 輸出電流額定值的三相位逆變器。100V 智慧型半橋閘極驅動器 DRV8162L 可實現小尺寸、穩健且高效率的功率級。建議的多通道關機路徑使用 RV8162L 分離式電源供應架構，以實現安全扭矩關閉 (STO) 功能。利用 DRV8162L 的內部 VDS 監控器和保護功能，即可保護功率級免受擊穿或輸出短路的過電流故障影響。使用 INA241A 實現精密的相位電流感測。設計提供 3.3V I/O 介面，可連接 C2000™ MCU 等主機控制器，以快速且輕鬆地評估。

參考設計

適用於整合式馬達驅動的 48V/16A 小型三相 GaN 逆變器參考設計

此參考設計展示了高功率密度 12V 至 60V 3 相功率級，其使用三個 LMG2100R044 100V、35A GaN 半橋，且具有整合式 GaN FET、驅動器和自舉二極體，專為馬達整合式伺服驅動器與機器人應用所設計。
透過 IN241A 電流感測放大器實現準確的相位電流感測，並且也會測量 DC 鏈路和相位電壓，以驗證 InstaSPIN-FOC™ 等先進的無感測器設計。此設計提供相容於 TI BoosterPack 的 3.3-V I/O 介面，可連接至 C2000™ MCU LaunchPad™ 開發套件或 Sitara™ 微控制器，以便快速輕鬆地評估我們的 GaN 技術。

與Humanoid robot相關的參考設計

使用我們的參考設計選擇工具，找出最適合您的應用和參數設計。

檢視參考設計

Apollo 這樣的人形機器人可以透過補充和支援工作人員來解決現今的現代勞動力面臨的許多挑戰，而 TI 則在不斷開發所需的支援技術。

– Errol Leon | 德州儀器, 機器人系統與行銷

查看 Apptronik 案例研究

技術資源

E-book

E-book: An engineer’s guide to industrial robot designs

TI 的類比與嵌入式技術和參考設計，讓工程師能開發智慧、自主和協作機器人。本電子書旨在以一站式方式提供機器人相關內容。

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Application note

How and Why to Use Single Twisted-Pair Ethernet (SPE) for Industrial Robotics Environments (Rev. A)

在工業機器人環境中使用單一雙絞線乙太網路的方法與原因

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資源

機器人軟體開發套件

機器人軟體開發套件提供適用於 Jacinto™ 處理器的軟體開發環境，並且具備可用以開發機器人軟體的軟體建構區塊和範例示範。

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