下载文档原格式
伺服驱动器硬件设计方案伺服驱动器得硬件研发主要包括控制板与电源板得设计,控制板承担与上位机进行交互与实时生成精准得PＷM信号。
电源板得作用根据PWM信号，利用调制得原理产生特定频率,特定相位与特定幅值得三相电流以驱动电机以达到最优控制。
一控制板研发1）控制板得架构主要得任务就就是核心器件得选择。
安川、西门子等国际知名得公司都就是采样ＡSIC得方式得芯片,这样就可以按照自己得设计需要来制造专用于伺服控制得芯片，由于采样ASIC方式，所以芯片得运行速度非常快，那么就比较容易实现电流环得快速响应,并且可以并行工作,那么也很容易实现多轴得一体化设计。
采样ＡＳIC得方式有很多得好处，比如加密等。
但就是采样ASIC得风险与前期得投入也就是非常得巨大得,并且还要受该国得芯片设计与制造工艺得限制.根据我国得实际得国情与国际得因素等多种原因,核心芯片比较适宜采样通用得DSP，ＡRM等处理器，比如Ti得C2000飞思卡尔得Ｋ60，英飞凌得XＥ１6４等。
研究台达得伺服驱动器发现其架构就是采用Ｔi得DSP 281２+ＣＰLD，这与我们公司GＳＫ得方案基本一样。
我们也就是采用DSP2812加ＣＰLＤ（ＥＰM570T１４4）来实现核心得控制功能。
2）核心器件得控制功能得分工.ＤSＰ实现位置环、速度环、电流环得控制以及利用事件管理器PＷM接口实现产生特定得PWＭ信号。
可以利用其灵活得编程特性快速得运算能力实现特定得控制算法等，还可以利用其自身得A/D完成对电机电流得转换,但就是DSＰ自身得A/D精度普遍较低，并且还受基准电压电源得纹波ＰCB得ＬAYOUT模数混合电路得处理技巧影响，所以高档得伺服几乎都采用了外部A/D来完成电流采样得处理。
比如路斯特安川等.也有一些高档得伺服使用一些特殊得电流传感器，该传感器得输出已经就是数字信号，这样就可以节省了外部A／Ｄ芯片与增强抗干扰能力。
如西门子得变频器采用ＡCPL７８60，发那克用于机器人得六驱一体得伺服也就是采用了ACＰL7８60，西门子得伺服S１2０采用了Ti得芯片AMC12０3。
伺服驱动器硬件设计方案伺服驱动器的硬件研发主要包括控制板和电源板的设计，控制板承担与上位机进行交互和实时生成精准的PWM信号。
电源板的作用根据PWM信号，利用调制的原理产生特定频率，特定相位和特定幅值的三相电流以驱动电机以达到最优控制。
一控制板研发1）控制板的架构主要的任务就是核心器件的选择。
安川、西门子等国际知名的公司都是采样ASIC的方式的芯片，这样就可以按照自己的设计需要来制造专用于伺服控制的芯片，由于采样ASIC方式，所以芯片的运行速度非常快，那么就比较容易实现电流环的快速响应，并且可以并行工作，那么也很容易实现多轴的一体化设计。
采样ASIC的方式有很多的好处，比如加密等。
但是采样ASIC的风险和前期的投入也是非常的巨大的，并且还要受该国的芯片设计和制造工艺的限制。
根据我国的实际的国情和国际的因素等多种原因，核心芯片比较适宜采样通用的DSP，ARM等处理器，比如Ti的C2000飞思卡尔的K60，英飞凌的XE164等。
研究台达的伺服驱动器发现其架构是采用Ti的DSP 2812+CPLD，这和我们公司GSK的方案基本一样。
我们也是采用DSP2812加CPLD(EPM570T144)来实现核心的控制功能。
2）核心器件的控制功能的分工。
DSP实现位置环、速度环、电流环的控制以及利用事件管理器PWM接口实现产生特定的PWM信号。
可以利用其灵活的编程特性快速的运算能力实现特定的控制算法等，还可以利用其自身的A/D完成对电机电流的转换，但是DSP自身的A/D精度普遍较低，并且还受基准电压电源的纹波PCB的LAYOUT模数混合电路的处理技巧影响，所以高档的伺服几乎都采用了外部A/D来完成电流采样的处理。
比如路斯特安川等。
也有一些高档的伺服使用一些特殊的电流传感器，该传感器的输出已经是数字信号，这样就可以节省了外部A/D芯片和增强抗干扰能力。
如西门子的变频器采用ACPL7860，发那克用于机器人的六驱一体的伺服也是采用了ACPL7860，西门子的伺服S120采用了Ti的芯片AMC1203。
《基于dsPIC30F4011的无刷直流电机伺服驱动器设计》篇一一、引言无刷直流电机（BLDC）作为一种高性能、高效率的电机类型，广泛应用于工业控制、伺服系统等领域。
而dsPIC30F4011微控制器因其卓越的数字信号处理能力及高性能特点，使其成为设计伺服驱动器的理想选择。
本文旨在介绍一种基于dsPIC30F4011的无刷直流电机伺服驱动器的设计方案。
二、系统架构与硬件设计（一）系统架构本设计以dsPIC30F4011为核心，辅以霍尔传感器、电源电路、驱动电路、散热模块等组成无刷直流电机伺服驱动器系统。
（二）硬件设计1. dsPIC30F4011微控制器：作为系统的核心，负责接收指令、处理数据并控制电机运行。
2. 霍尔传感器：用于检测电机转子的位置，为dsPIC30F4011提供电机转子的实时位置信息。
3. 电源电路：为系统提供稳定的电源，包括电机驱动电源和微控制器工作电源。
4. 驱动电路：根据dsPIC30F4011的指令，控制电机驱动器的开关，实现对电机的控制。
5. 散热模块：确保系统在长时间工作过程中保持稳定，防止因过热导致的系统故障。
三、软件设计与算法实现（一）软件设计本设计采用模块化设计思想，将软件分为初始化模块、控制算法模块、通信模块等。
初始化模块负责系统启动时的初始化设置；控制算法模块根据电机转子的位置信息及速度要求，计算电机的控制指令；通信模块负责与上位机的通信，接收上位机发送的指令。
（二）算法实现1. 转子位置检测算法：通过霍尔传感器检测电机转子的位置信息，为dsPIC30F4011提供精确的位置反馈。
2. 控制算法：采用先进的PID控制算法，根据电机转子的位置信息及速度要求，实时调整电机的控制指令，实现对电机的精确控制。
3. 通信协议：与上位机采用标准的串口通信协议进行通信，确保指令的准确传输。
四、性能测试与优化（一）性能测试本设计在完成硬件和软件设计后，进行了严格的性能测试。
伺服驱动系统设计方案伺服电机的原理：伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。
与普通电机一样，交流伺服电机也由定子和转子构成。
定子上有两个绕组，即励磁绕组和控制绕组，两个绕组在空间相差90°电角度。
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动控制的u／V／W三相电形成电磁场转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。
伺服电机的精度决定于编码器的精度{线数)。
伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降作用：伺服电机,可使控制速度,位置精度非常准确。
交流伺服电机的工作原理和单相感应电动机无本质上的差异。
但是，交流伺服电机必须具备一个性能，就是能克服交流伺服电机的所谓“自转”现象，即无控制信号时，它不应转动，特别是当它已在转动时，如果控制信号消失，它应能立即停止转动。
而普通的感应电动机转动起来以后，如控制信号消失，往往仍在继续转动。
交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似，但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点：1、起动转矩大由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3中曲线1所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比，有明显的区别。
它可使临界转差率S0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。
因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。
图3 伺服电动机的转矩特性2、运行范围较宽如图3所示，较差率S在0到1的范围内伺服电动机都能稳定运转。
3、无自转现象正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。
当伺服电动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（T1－S1、T2－S2曲线）以及合成转矩特性（T－S曲线）如图4所示，与普通的单相异步电动机的转矩特性（图中T′－S曲线）不同。
伺服驱动系统设计方案及对策一、硬件设计方案及对策：1.选用高性能的伺服电机和驱动器：根据具体需要选择适合的伺服电机和驱动器，确保其具备足够的功率和控制精度。
在选择过程中，需要对驱动器的技术参数进行充分了解，并评估其适用性和可靠性。
2.采用合适的编码器：编码器用于测量电机的位置和速度，对伺服驱动系统的控制精度至关重要。
选择合适的编码器，能够提供高分辨率和高精度的反馈数据，并且具备良好的抗干扰性能。
3.电源设计：伺服驱动系统对电源质量和稳定性要求较高，需要提供稳定的电源供应和电磁兼容性设计，避免电源波动对系统性能的影响。
4.散热设计：伺服电机和驱动器在运行时会产生较大的热量，必须进行有效的散热设计，以确保系统的稳定性和可靠性。
可采用风扇散热、散热片等方式来降低温度。
5.机械设计：在伺服驱动系统中，机械结构的设计对系统性能有很大影响。
需要针对具体应用场景选择合适的传动方式和结构设计，考虑到负载、速度、精度等因素。
6.停电保护设计：为了避免突发停电导致系统损坏，可以设计备用电池或超级电容器等储能装置，以保证在停电短时间内继续工作并正常停机。
二、软件设计方案及对策：1.控制算法设计：通过对伺服电机的位置、速度和加速度等参数进行精细控制，实现对运动轨迹的准确控制。
设计合理的控制算法，能够提高系统的控制精度和稳定性。
2.运动控制软件设计：根据伺服驱动系统的应用需求，设计合理的运动控制软件，包括运动插补算法、软件调速、位置校正等功能。
3.通信接口设计：伺服驱动系统通常需要与上位机或其他设备进行通信，需要设计合适的通信接口，以实现数据传输和控制。
4.用户界面设计：为了方便用户操作和监测系统运行状态，可以设计友好的用户界面，包括参数设置、故障诊断、实时监控等功能。
5.系统诊断与故障检测设计：通过设计合理的系统诊断和故障检测功能，可以检测和排除系统故障，提高系统的可靠性和稳定性。
三、通信网络设计方案及对策：1.选择适当的通信协议：根据伺服驱动系统所处的应用环境和通信要求，选择适当的通信协议，如CAN总线、以太网等。
伺服驱动器硬件设计方案伺服驱动器得硬件研发主要包括控制板与电源板得设计,控制板承担与上位机进行交互与实时生成精准得PＷM信号。
电源板得作用根据PWM信号，利用调制得原理产生特定频率,特定相位与特定幅值得三相电流以驱动电机以达到最优控制。
一控制板研发1）控制板得架构主要得任务就就是核心器件得选择。
安川、西门子等国际知名得公司都就是采样ＡSIC得方式得芯片,这样就可以按照自己得设计需要来制造专用于伺服控制得芯片，由于采样ASIC方式，所以芯片得运行速度非常快，那么就比较容易实现电流环得快速响应,并且可以并行工作,那么也很容易实现多轴得一体化设计。
采样ＡＳIC得方式有很多得好处，比如加密等。
但就是采样ASIC得风险与前期得投入也就是非常得巨大得,并且还要受该国得芯片设计与制造工艺得限制.根据我国得实际得国情与国际得因素等多种原因,核心芯片比较适宜采样通用得DSP，ＡRM等处理器，比如Ti得C2000飞思卡尔得Ｋ60，英飞凌得XＥ１6４等。
研究台达得伺服驱动器发现其架构就是采用Ｔi得DSP 281２+ＣＰLD，这与我们公司GＳＫ得方案基本一样。
我们也就是采用DSP2812加ＣＰLＤ（ＥＰM570T１４4）来实现核心得控制功能。
2）核心器件得控制功能得分工.ＤSＰ实现位置环、速度环、电流环得控制以及利用事件管理器PＷM接口实现产生特定得PWＭ信号。
可以利用其灵活得编程特性快速得运算能力实现特定得控制算法等，还可以利用其自身得A/D完成对电机电流得转换,但就是DSＰ自身得A/D精度普遍较低，并且还受基准电压电源得纹波ＰCB得ＬAYOUT模数混合电路得处理技巧影响，所以高档得伺服几乎都采用了外部A/D来完成电流采样得处理。
比如路斯特安川等.也有一些高档得伺服使用一些特殊得电流传感器，该传感器得输出已经就是数字信号，这样就可以节省了外部A／Ｄ芯片与增强抗干扰能力。
如西门子得变频器采用ＡCPL７８60，发那克用于机器人得六驱一体得伺服也就是采用了ACＰL7８60，西门子得伺服S１2０采用了Ti得芯片AMC12０3。
伺服驱动器硬件原理
伺服驱动器是一种常见的电机驱动器，用于控制电机的运动。
它由硬件和软件
两部分组成，硬件主要包括电源、变频器、运动控制器和继电器等。
首先，伺服驱动器的电源部分提供所需的电压和电流给电机，使其正常运转。
一般情况下，伺服驱动器采用直流供电方式，使用电源将交流电转换成直流电供给伺服驱动器。
其次，伺服驱动器的变频器部分用于调节电机的转速和转矩。
变频器能够根据
控制信号，调整输出给电机的频率和电压，从而实现电机转速和转矩的精确控制。
这使得伺服驱动器具有快速响应和高精度的特点。
运动控制器是伺服驱动器的关键部分，它负责接收来自控制系统的指令，并将
其转化为电机能够理解的信号。
运动控制器中的位置计数器可以实时监测电机的位置，并根据需求进行反馈控制，使电机达到所要求的位置和速度。
最后，伺服驱动器还包括继电器等辅助部分，用于接收和传递外部的控制信号，如启动信号、停止信号和报警信号等。
继电器的作用是将低电平控制信号转化为高电平输出信号，以驱动电机的启停和控制。
总之，伺服驱动器通过硬件实现对电机的精确控制，包括电源供应、变频控制、运动控制和外部信号输入输出。
这些硬件部件相互协作，使得伺服驱动器能够满足工业和自动化领域对于速度、位置和转矩控制的高要求。
伺服驱动方案引言伺服驱动是指通过对驱动电机进行位置或速度的闭环控制，以实现对运动系统的精确控制。
它在自动化领域中广泛应用于机械手臂、数控机床、印刷设备等各种机电一体化设备中。
本文将介绍伺服驱动的基本原理、工作方式以及不同类型的伺服驱动方案。
基本原理伺服驱动的基本原理是通过传感器实时反馈运动系统的位置或速度信息，并与控制器设定的目标进行比较，通过调节输出信号驱动电机实现精确控制。
伺服驱动的核心组成部分包括电机、编码器、控制器和功率放大器。
电机负责将电能转化为机械能，编码器用于检测电机转动的准确位置或速度，控制器负责对编码器反馈的信息进行处理并生成控制信号，功率放大器则负责将控制信号转化为足够大的功率驱动电机。
工作方式伺服驱动的工作方式可以分为位置控制和速度控制两种。
位置控制位置控制是指通过控制驱动电机的位置，以实现对系统位置的精确控制。
在位置控制模式下，控制器会将编码器反馈的位置信息与设定的目标位置进行比较，并计算出位置误差。
然后根据位置误差，控制器会生成一个修正量，并将修正量作为控制信号发送给功率放大器，从而驱动电机按照设定的目标位置进行运动。
速度控制速度控制是指通过控制驱动电机的速度，以实现对系统速度的精确控制。
在速度控制模式下，控制器会将编码器反馈的速度信息与设定的目标速度进行比较，并计算出速度误差。
然后根据速度误差，控制器会生成一个修正量，并将修正量作为控制信号发送给功率放大器，从而驱动电机按照设定的目标速度进行运动。
伺服驱动方案根据应用需求和性能要求的不同，伺服驱动方案可以分为以下几种类型。
伺服电机驱动方案伺服电机驱动方案是应用最广泛的伺服驱动方案之一。
伺服电机驱动方案采用伺服电机作为执行器，在控制器的控制下实现对位置或速度的闭环控制。
伺服电机通常具有较高的精度和响应速度，适用于要求较高的运动控制应用。
步进电机驱动方案步进电机驱动方案是另一种常见的伺服驱动方案。
步进电机驱动方案采用步进电机作为执行器，在控制器的控制下实现对位置的开环控制。
伺服驱动器硬件设计方案伺服驱动器的硬件研发主要包括控制板和电源板的设计，控制板承担与上位机进行交互和实时生成精准的PWM信号。
电源板的作用根据PWM信号，利用调制的原理产生特定频率，特定相位和特定幅值的三相电流以驱动电机以达到最优控制。
一控制板研发1）控制板的架构主要的任务就是核心器件的选择。
安川、西门子等国际知名的公司都是采样ASIC的方式的芯片，这样就可以按照自己的设计需要来制造专用于伺服控制的芯片，由于采样ASIC方式，所以芯片的运行速度非常快，那么就比较容易实现电流环的快速响应，并且可以并行工作，那么也很容易实现多轴的一体化设计。
采样ASIC的方式有很多的好处，比如加密等。
但是采样ASIC的风险和前期的投入也是非常的巨大的，并且还要受该国的芯片设计和制造工艺的限制。
根据我国的实际的国情和国际的因素等多种原因，核心芯片比较适宜采样通用的DSP，ARM等处理器，比如Ti的C2000飞思卡尔的K60，英飞凌的XE164等。
研究台达的伺服驱动器发现其架构是采用Ti的DSP 2812+CPLD，这和我们公司GSK的方案基本一样。
我们也是采用DSP2812加CPLD(EPM570T144)来实现核心的控制功能。
2）核心器件的控制功能的分工。
DSP实现位置环、速度环、电流环的控制以及利用事件管理器PWM接口实现产生特定的PWM信号。
可以利用其灵活的编程特性快速的运算能力实现特定的控制算法等，还可以利用其自身的A/D完成对电机电流的转换，但是DSP自身的A/D精度普遍较低，并且还受基准电压电源的纹波PCB的LAYOUT模数混合电路的处理技巧影响，所以高档的伺服几乎都采用了外部A/D来完成电流采样的处理。
比如路斯特安川等。
也有一些高档的伺服使用一些特殊的电流传感器，该传感器的输出已经是数字信号，这样就可以节省了外部A/D芯片和增强抗干扰能力。
如西门子的变频器采用ACPL7860，发那克用于机器人的六驱一体的伺服也是采用了ACPL7860，西门子的伺服S120采用了Ti的芯片AMC1203。
CPLD的作用是用来协助DSP以减少其自身的开销，比如完成速度的计算，位置的计算，控制外部A/D对电机电流进行转换，因此当实现位置环速度环电流环所需要的位置数据，速度数据，电流数据，那么DSP就可以直接从CPLD/FPGA处读取，不需要耗费DSP的宝贵时间来计算这些数据。
如果是增量式编码器采用M/T法测速效果是最好的，但M/T法对DSP处理器的资源开销很大, 而CPLD/FPGA可以非常方便使用M/T法进行测速。
如果是绝对式编码器也可以非常方便采用CPLD/FPGA来解析通信协议，并实现测速。
一些高档的伺服也采用了CPLD/FPGA实现总线和以太网功能。
显示和参数管理国内的绝大多数公司都是才DSP来承担该任务，研究台达的驱动器发现，他们是采用CPLD来实现该任务，这样DSP承担的任务就很单纯，可以专注于运动控制。
所以高档的伺服也应该借鉴和学习台达伺服关于显示和参数管理的方法。
3）电源复位芯片等外围电路。
DSP和CPLD/FPGA的芯片都需要几路电源，比如1.2V、1.8V、2.5V、3.3V等，DSP 等处理器往往还需要模拟的电源。
因此需要用电源芯片将5V转化为上述所需的几路电源。
电源芯片的选择主要受整个PCB的布局和整机的结构决定，可以采用1转1，1转2或者1转3，最终达到电源就近抗干扰能力好的目的。
有些电源芯片本身带有复位输出也可以根据需要选用专用的复位芯片，注意复位芯片一定要就近DSP等核心芯片，提高抗干扰的能力避免误触发复位。
4）电流环支路的相关电路。
伺服驱动一般由位置换速度环电流环三环构成，而电流环是基础是内环，该环的电路是模数混合型，与该环相关的元器件非常多包括：直流母线用的滤波电容，IGBT 和其驱动电路，电流传感器，运算放大器，基准电源，A/D及相关的模拟部分的电源等。
关于传感器，高档的伺服如伦茨和路斯特的传感器是用的霍尔传感器，其输出是模拟信号，是电流信号，抗干扰的能力较强、精度高、范围宽，但是价格贵。
台达安川及广数的伺服是采用的线性光耦HCPL7840,其输出是差动的电压信号，所以较霍尔其抗干扰的能力差一些。
因此在电路的处理时要注意将运放置于控制板上，尽量提高电流信号的抗干扰能力。
也有一些要求特别高的伺服如西门子是S120法拉克和安川的用于机器人的伺服才用线性光耦HCPL7860等其输出是数字信号，所以比以上两种方式的抗干扰能力都强很多并且可以省掉运放和A/D等相关电路。
关于运放，霍尔和7840的输出的模拟信号需要运放进行相应的放大以转化成A/D 可以接受的电压范围比如0-3V等，所以要求运放选用低噪声，高输入阻抗，高转化速率，高分离度。
比如关于A/D,DSP自带的A/D精度较低，台达的高档伺服ASDA2采用了非常巧妙的方法利用自身DSP2812的A/D提高其自身的精度。
观察国外的伺服往往都是采用外部A/D，比如路斯特，安川，伦茨，好处是精度高，处理的工艺不复杂，并且可以采用过采样来提高控制的性能，但是价格比较贵。
关于模拟部分电源和基准等，模拟部分电路的电源要求纹波要很低，且在电路的处理工艺上要尽量让数字电路对其产生的影响最低，可以从电路布局，布线，地平面的分割，滤波等方式来加以解决。
信号调理电路和A/D都需要基准电压，它对整个信号的保真度有很重要的影响，高档的伺服因此尽量采用专用的基准电压芯片。
5）模数混合电路的处理及PCB的布局和LAYOUT工艺等。
伺服驱动器不仅要处理数字信号，还要处理模拟信号比如电机的电流信号，直流母线的电压信号，速度控制时的外部模拟电压，还有一些编码器输出是模拟的正弦信号，因此布局要尽量将模拟部分和数字部分画出不同的区域，并且数字部分也要分出高速区和低速区，注意跨分割区的延时突变等等问题，利用地平面减小信号收到的干扰，条件允许可以采用6层板，最值得目的是达到模拟信号收到数字电路的影响最低，和数字信号保持较好的完整性。
二电源板研发国内外各种伺服驱动器的电源板部分可分为几种电路：整流电路，母线滤波电路，吸收电路，IGBT逆变电路，制动电路，IGBT驱动电路，电流采样电路，报警检测电路，辅助电源。
下面就关键的电路进行选择合适的方案。
1）IGBT逆变电路对比国外高档的伺服驱动装置，日系驱动器由于在IPM方面技术工艺优势，其采用的IPM模块都是量身定做的，采用IGBT模块的架构或者IPM模块的架构都能取得很好的性能，欧美的驱动器很少使用IPM，几乎都采用IGBT模块的架构，比如伦茨，艾默生，KMG，西门子等。
IPM的优点：小体积，小型化；缩短研发周期；驱动电路和IGBT之间连线短，驱动电路的阻抗低，不需要负电源；集成了IGBT的驱动，欠压保护，过热保护，过流短路保护，可靠性高。
IPM的缺点：过流或者过温保护点已经定死,如果因为某些特殊的需求就无法作更改，灵活性不够；IPM只有一个报警信号输出，不能分辨究竟是过热还是过流还是欠压等。
如果就只有驱动或者保护部分电路损坏,但是我们只能无奈的换掉整个模块；尤其是大功率IPM的采购成本非常高。
IGBT的优点：采用IGBT架构电路结构灵活，过载能力强（其额定电流是在80℃定义，而IPM是在25℃定义的），采购成本低，可以通过调整驱动电阻的阻值来取得合适的开关时间，以产生最小的EMI和最大的效率。
IGBT的缺点：体积大，还需要设计如驱动电路、外围的报警保护电路等保证IGBT的可靠运行。
因此设计难度大，稳定性和可靠性很难把握，并且驱动电源往往需要负电源，需要提供的电源相对多，布局布线存在困难。
在高档的伺服驱动装置的研发中，我们恰恰需要它的灵活性。
只有从工艺、电路、布局布线以及软件上进行优化，才能打造出可靠稳定的硬件平台。
因此一般采用IGBT架构。
2）IGBT驱动电路IGBT驱动电路必须具备2个功能：一是实现控制电路与被驱动IGBT栅极的电隔离；二是提供合适的栅极驱动脉冲。
IGBT的驱动的结构形式：分离元件;专用集成驱动电路;光耦驱动;变压器驱动。
随着大规模集成电路的发展及贴片工艺的出现，这类分离元件式的驱动电路，因结构复杂、集成化低、故障率高已逐渐被淘汰。
光耦器件构成的驱动电路具有线路简单、可靠性高、开关性能好等特点，在IGBT驱动电路设计中被广泛采用。
如东芝公司的TLP系列、夏普公司的PC系列，安华高的HCPL系列等。
目前已开发的专用集成驱动电路，主要有IR公司的IR2136，三菱公司的EXB系列厚膜驱动。
此外，现在的一些欧美厂商在IGBT驱动电路设计上采用高频隔离变压器，如CONCEPT的焊机，丹佛斯VLT系列变频电源。
通过高频变压器对驱动电路电源及信号的隔离，增强驱动电路的可靠性，同时也有效地防止主电路出现故障时对控制电路的损坏，故障率低，寿命长，响应快。
但缺点是工艺复杂。
目前国外的高档IGBT驱动方案伺服驱动器使用的驱动器主流是驱动光耦，因此选择光耦来进行驱动IGBT。
3）外围保护电路IGBT 模块可能由于过电流、过电压这类异常情况而受损，因此，在IGBT 模块的运用中,设计能够避免这种异常情况从而保护元件的保护电路显得尤为重要。
短路保护通常有两种方案，一种是通过电流检测器，如电流传感器或者互感器直接检测IGBT的集电极电流，另外一种通过检测IGBT的饱和压降。
在短路电流出现时，为了避免关断电流的di/dt过大形成的过电压，导致IGBT锁定无效和损坏，以及降低电磁干扰，通常采用软关断技术。
一些驱动光耦同时具备这两种功能，因此采用带检测IGBT的饱和压降功能驱动光耦的方案。
过电流检测通过检测电机电流来实现。
因为IGBT 的开关速度很快，IGBT 关断时，或FWD 反向恢复时会产生很高的di/dt，由模块周边的杂散电感引发L·（di/dt）电压（关断浪涌电压）。
抑制发生过电压的原因的关断浪涌电压的方法有：尽量将电解电容器配置在IGBT 的附近，减小杂散电感; 调整IGBT 的驱动电路的驱动电阻，减小di/dt; 在IGBT 中加上缓冲电路，吸收浪涌电压。
在缓冲电路的电容器中使用薄膜电容，并配置在IGBT 附近，使其吸收高频浪涌电压。
其他的外围报警保护电路还包括母线电压检测，缺相掉电检测，过热保护电路，制动故障检测电路等等来保证硬件平台的可靠性。
电流采样电路由于矢量控制是通过控制电流来控制交流同步电机的转矩，因此电流检测电路的精度尤为重要。
电流检测可以通过霍尔电流传感器或者线性光耦来进行，霍尔电流传感器线性度好，而且一般用于大电流检测；线性光耦线性度也不错，但是响应比霍尔电流传感器慢。
FANUC的一款六轴驱动器中采用ACPL-7860，其输出为数字信号，抗干扰能力强，其A/D采样精度最高可以达到16位；公司常用ACPL-7840输出的是模拟信号，容易受到干扰，并且A/D采样精度最高可以达到12位。
