伺服驅動(dòng)器的種類(lèi)
兩種主要的伺服驅動(dòng)器：線(xiàn)性驅動(dòng)器和開(kāi)關(guān)PWM驅動(dòng)器。
圖1描繪了線(xiàn)性驅動(dòng)器的原理框圖。這個(gè)驅動(dòng)器像一個(gè)可變電阻一樣工作，根據電流需求和負載阻抗調節電流。供電電壓被分配在馬達和驅動(dòng)器之前。當馬達以低速運行被要求提供大力矩時(shí)，電流就是高的，加在馬達上的電壓就是低的，加在驅動(dòng)器上的電壓就是高的。此時(shí)驅動(dòng)器的損耗是很高的。

 
圖1線(xiàn)性驅動(dòng)器的原理圖描述
圖2描述了開(kāi)關(guān)PWM驅動(dòng)的原理圖框圖。驅動(dòng)器作為通斷開(kāi)關(guān)工作。馬達作為平均電流的綜合集成。平均電流是開(kāi)關(guān)占空比的線(xiàn)性函數。任意給定時(shí)刻開(kāi)關(guān)或者是斷開(kāi)的（沒(méi)有電流流過(guò)開(kāi)關(guān)）或者是導通的（有低電壓加在開(kāi)關(guān)上）。因此開(kāi)關(guān)損耗是很低的。
 

圖2—PWM驅動(dòng)器的原理圖描述

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表1.各種類(lèi)型驅動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)總結
 

表1—各種驅動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)

需求

表3-半導體晶圓藍圖

半導體晶圓檢測系統要求亞納米級的靜止誤差和納米級跟隨誤差。今天，大多數系統是為了處理直徑300mm 的晶圓。下一代晶圓的直徑將達到450mm。這要求有同樣或者更好的位置控制性能，由于尺寸和重量更大，我們需要更大的馬達和驅動(dòng)器來(lái)保持和提高系統的吞吐量。這樣的系統要求驅動(dòng)器具有線(xiàn)性驅動(dòng)器和PWM驅動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。NanoPWMTM就是這樣的驅動(dòng)器。它很高效，可以實(shí)現高電壓操作，提供高電流。它很緊湊而且成本更低。

圖4和5介紹了NaonPWM的主要特點(diǎn)。

         

lowEM noise :低電磁噪聲
good performance：良好的性能
High efficiency：高效率
Compact size：結構緊湊
Very reliable：非�？煽�
Affordable price：可接受的價(jià)位
Regular performance：一般性能
High EM noise ：高電磁噪聲
Complex design：設計復雜
Poor reliability ：可靠性較差
Low efficiency：效率低
Expensive：造價(jià)高

圖4-NanoPWM兼容了線(xiàn)性驅動(dòng)器和PWM驅動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)

圖5-相同功率的線(xiàn)性驅動(dòng)器和PWM驅動(dòng)器的尺寸對比

性能比較
測試系統包括一個(gè)無(wú)貼心直線(xiàn)馬達帶動(dòng)的直線(xiàn)平臺，交叉滾珠軸承機械和基本分辨率為0.4mico-meter的magnascale激光模擬量SIN-COS編碼器。運動(dòng)控制系統包括ACS  MC4U控制模塊和三種不同的驅動(dòng)器
• NanoPWM
• Standard PWM標準PWM驅動(dòng)器
• Standalone linear drive單獨線(xiàn)性驅動(dòng)器
在每個(gè)測試中，驅動(dòng)器和算法都進(jìn)行一定的調試使其達到最優(yōu)性能和相似的帶寬。
入表2中描述，驅動(dòng)器具有相同的特性

Table 2 – 驅動(dòng)器的主要性能指標

測試以下性能指標：
靜止抖動(dòng)
低速跟隨誤差

靜止誤差—NanoPWMvs線(xiàn)性驅動(dòng)器
測試結果在表6中，總結在表格3中 

表6 –NanoPWM（紅色）VS線(xiàn)性驅動(dòng)器（黃色）靜止抖動(dòng)

Table 3 - NanoPWM (紅色) VS 線(xiàn)性驅動(dòng)器 (黃色) 靜止抖動(dòng) 

使用NanoPWM驅動(dòng)器比使用線(xiàn)性驅動(dòng)器時(shí)的靜止抖動(dòng)明顯減�。ㄐ�4.5倍：0.8nmVr3.6nm）
低速跟隨誤差-NanoPWM VS線(xiàn)性驅動(dòng)器.
跟隨誤差是在1mm/s的速度下測量的，測試結果在表圖7中，總結在表格4中

圖7 NanoPWM驅動(dòng)器（紅色）VS線(xiàn)性驅動(dòng)器（黃色）的跟隨誤差

NanoPWM 線(xiàn)性驅動(dòng)器
 

Table 4 - NanoPWM (紅) VS線(xiàn)性驅動(dòng)器 (黃) 跟隨誤差 

使用NanoPWM驅動(dòng)器時(shí)跟隨誤差明顯減小，結果得到跟平滑的運動(dòng)軌跡，這樣的軌跡在晶圓檢測過(guò)程中十分重要。

靜止誤差-NanoPWM VS標準PWM驅動(dòng)器

測試結果見(jiàn)圖8，表5進(jìn)行了總結

圖8-NanoPWM（紅色）vs PWM（黃色）靜止抖動(dòng)

Table 5 - NanoPWM (紅色) VS PWM drive (黃色) 靜止抖動(dòng)

使用NanoPWM驅動(dòng)器的靜止誤差比使用標準PWM驅動(dòng)器小兩個(gè)數量級。平板顯示器加工系統比較龐大，對于馬達電壓和電流的要求超過(guò)了目前商業(yè)化了的線(xiàn)性馬達的容許能力。有機LED顯示要求更高的精確度，跟隨精度和靜止抖動(dòng)，都要在幾個(gè)納米的誤差范圍內。NanoPWM給這樣的需求提出了解決方案。
總結
本文介紹了一直新型的線(xiàn)性開(kāi)關(guān)伺服驅動(dòng)器-NanoPWM,這種驅動(dòng)器具有線(xiàn)性驅動(dòng)器和PWM驅動(dòng)器的所有優(yōu)點(diǎn)。使用NanoPWM驅動(dòng)器得到的運動(dòng)性能超過(guò)了目前已經(jīng)商業(yè)化了的線(xiàn)性伺服驅動(dòng)器的性能。這種驅動(dòng)器更小，更可靠，更便宜。
這種驅動(dòng)器可以滿(mǎn)足更高的運動(dòng)性能需求，適合半導體晶圓檢測和平板顯示器制造系統。