安森美利用解决方案供应商的优势加速自主移动机器人开发

自主移动机器人（AMR）是一种复杂的系统，与自动驾驶汽车有许多共同之处--它们需要感知、电机驱动、电源转换、照明和电池管理。也许最大的挑战是将这些子系统整合到一个最终产品中--由于需要集成来自不同供应商的不同子系统，这一挑战变得更加困难。

本文将探讨AMR的复杂世界，并考虑选择由一家解决方案提供商来负责AMR所有关键方面的设计——其优势包括降低设计/集成风险和缩短上市时间。

自动导引车（AGV）主要在室内运行，并按照预先确定的路线行驶（通常使用地面上的线条作为引导），自主移动机器人（AMR）则要复杂得多，能够在室内和室外自由导航，而不必遵循预定义的路线。在这方面，它们类似于自动驾驶车辆，因为它们必须识别并避开路径上的障碍物，无论障碍物是静止的还是移动的。

几乎所有 AMR 的核心都是五个主要子系统，分别管理电源、运动、感知、处理和照明。每个子系统本身都很复杂，设计起来往往具有挑战性，同时也是 AMR 成功运行的基础。然而，集成往往是最大的挑战--尤其是从不同供应商处采购子系统或主要部件时。

要使 AMR 正常运行，子系统之间的信息流和功率流至关重要，这意味着要有一个通用的接口和经过测试可协同工作的部件，以消除兼容性问题。简单来说，从一个解决方案供应商处采购关键系统元件有助于降低开发风险，缩短上市时间，并在竞争激烈的市场中保持领先地位。

构建系统集成的 AMR

感知对于在自由空间中导航的自主移动机器人（AMR）至关重要，尤其是在没有轨道或其他导航辅助设备可用的情况下。AMR必须能够找到安全的路线，并处理路径上的静态和移动障碍物。为了克服天气或照明条件的限制，并适应不同的距离，会使用包括图像传感器、超声波和激光雷达（LiDAR）在内的多种技术。来自多个传感器的数据会被整合，以便更好地了解周围环境。这种技术被称为传感器融合，它提供了更好的可靠性、冗余性和安全性。

安森美（onsemi）一直是智能感知技术的领导者。安森美提供从VGA到4500万像素的各种卷帘曝光和全局曝光图像传感器。这些传感器在动态范围方面具有业界先进的性能，并具备如运动唤醒和自动曝光控制等创新特性。除图像传感器之外，安森美还提供用于测距（LiDAR）的硅光电倍增管（SiPM）、超声波传感器、电感式传感器以及支持到达角（AoA）和出发角（AoD）的Bluetooth®低功耗（BLE）技术微控制器，这些可以用于定位。

运动控制 在 AMR 中非常重要。通常使用无刷直流（BLDC）电机，需要复杂的算法进行精确控制。无刷直流电机驱动级需要许多元器件来正确控制。NCD83591三相栅极驱动器通过开启和关闭功率开关来控制换相，非常适合用于电机控制子系统。

MOSFET 用作开关为电机绕组供电。安森美提供了一系列中压 (MV) MOSFET 产品组合，包括最新的 PowerTrench® T10 MOSFET，是电机应用的理想之选。 MOSFET 还可用于 AMR 内的一般功率应用。

与硅 MOSFET 相比，碳化硅 (SiC) MOSFET 具有更高的热导率和十倍的击穿电场强度。 这使得碳化硅元件能够在相同材料厚度下承受更高的电压。 当 AMR（例如自动叉车）变得越来越大时，电池电压也会随之升高，而基于 SiC 的系统则可提供更好的性能和更高的效率。

SiC MOSFET 的另一个优势是能够在更高温度下工作，从而简化了散热器设计。 更高的工作频率可减小磁性元件的尺寸（和成本），从而缩小子系统的尺寸，有助于扩大 AMR 的工作范围。

电力输送不仅对电机控制至关重要。系统还需要一个外部充电器，该充电器需要尽可能快且高效地为电池充电。AMR中的DC-DC电源树使用开关模式电源（SMPS）和线性稳压器（LDO）来供应逻辑和低压电平。效率固然重要，但在整个电源架构中部署适当的保护措施也同样重要。安森美提供了一系列适用于AMR应用的电子保险丝（eFuse）和SmartFET解决方案。