傳導輻射干擾(Conducted Emission Interference)是現(xiàn)代電子設備在工作過程中普遍面臨的一種干擾現(xiàn)象。它是指電磁噪聲通過電源線或信號線等導體傳播,從而影響其他設備的性能和穩(wěn)定性。隨著電子設備的廣泛應用,尤其是無線通信、自動化控制和智能家居等領域,如何有效降低傳導輻射干擾,成為了設計工程師和技術人員需要面對的重要挑戰(zhàn)。本文將介紹一些實用的小技巧,以幫助有效降低傳導輻射干擾。
在 CMOS 和寬帶隙半導體技術的進步中,您很容易忘記 William Shockley 于 1949 年發(fā)明的第一個晶體管是雙極結型晶體管 (BJT)。盡管它們已經(jīng)不再流行,但這些不起眼的設備仍然在各種類型的電子設備中大量高效可靠地運行。事實上,在某些應用中,BJT 的性能可以超越更杰出的 CMOS 同類產品。 BJT 技術的最新改進將使它們成為半導體技術領域的重要組成部分。
反激式轉換器具有眾多優(yōu)點,包括成本最低的隔離式電源轉換器、輕松提供多個輸出電壓、簡單的初級側控制器以及高達 300W 的功率傳輸。反激式轉換器用于許多離線應用,從電視到手機充電器以及電信和工業(yè)應用。它們的基本操作可能看起來令人生畏,而且設計選擇很多,特別是對于那些以前沒有設計過的人來說。讓我們看看 53 VDC 至 12V、5A 連續(xù)導通模式 (CCM) 反激式的一些關鍵設計注意事項。
英飛凌的單片雙向 GaN HEMT 基于其 CoolGaN 技術,代表了電力電子領域的一項非凡創(chuàng)新,特別是在實現(xiàn)單級功率轉換方面。這些 BDS 有助于開發(fā)具有更少組件、更低成本和簡化設計的轉換器,與傳統(tǒng)兩級方法相比具有顯著優(yōu)勢。
氮化鎵(GaN)基功率半導體在功率轉換方面具有許多優(yōu)勢。它們在許多應用中的使用不斷增加,例如移動設備的電源適配器和數(shù)據(jù)中心的電源。橫向高電子遷移率晶體管 (HEMT) 是應用最廣泛的 GaN 器件。該器件的退化機制已被廣泛研究并被納入可靠性測試標準。
碳化硅 (SiC) MOSFET 因其技術固有的特性(例如高電壓能力、較低的導通電阻、耐高溫操作以及相對于硅更高的功率密度)而越來越受到電源系統(tǒng)設計人員的歡迎。因此,基于 SiC 的轉換器和逆變器是電池供電車輛 (BEV)、可再生能源以及需要最高效率的所有其他應用的最佳選擇。
電源是任何電子設備的重要組成部分。 Texas Instruments 的 TPS54302 是一款微型 SOT23-6、高效、5ms 內部軟啟動、3A 同步、集成 40mR MOSFET 降壓轉換器芯片,具有 4.5V 至 28V 的寬輸入電壓范圍,無續(xù)流二極管和低 EMI 值。這些功能使 TPS54302 成為設計可調電源和各種應用的絕佳選擇。
所有降壓轉換器的輸入端都需要電容器。實際上,在完美的世界中,如果電源具有零輸出阻抗和無限電流容量,并且走線具有零電阻或電感,則不需要輸入電容器。但由于這種可能性極小,因此最好假設您的降壓轉換器需要輸入電容器。
在隔離電源中,光耦合器將反饋信號傳遞到隔離邊界。光耦合器包含發(fā)光二極管 (LED) 和光電檢測器。流經(jīng) LED 的電流會導致流經(jīng)光電檢測器的電流成比例。電流傳輸比 (CTR) 是從 LED 到光電檢測器的電流增益,通常具有非常寬的容差。當您設計隔離反饋網(wǎng)絡時,必須考慮光耦合器和決定大信號增益的所有其他組件的容差。忽視此任務很容易導致產品投入生產后退貨。
近年來,電力電子應用中越來越多地從硅轉向碳化硅 (SiC) 和氮化鎵 (GaN)。在過去的十年中,后者已被委托給SiC和GaN半導體,這無疑為電氣化和強勁的未來鋪平了道路。由于其固有特性,寬帶隙半導體在許多電力應用中正在逐步取代傳統(tǒng)的硅基器件。硅現(xiàn)在已經(jīng)風光無限,其應用的可靠性一直非常高。現(xiàn)在,有必要驗證這兩種新型半導體從長遠來看是否可以提供相同的安全前景,以及它們在未來是否對設計人員來說是可靠的。
在連接方面,寬帶隙半導體比傳統(tǒng)硅器件具有顯著優(yōu)勢,使其成為先進電信環(huán)境中應用的理想選擇。隨著時間的推移,碳化硅和氮化鎵的重要性在這些材料的固有技術特性以及能源效率和熱管理方面的優(yōu)勢的支持下,5G 基礎設施的需求不斷增長。與前幾代電信相比,向 5G 網(wǎng)絡的過渡代表著范式的轉變。 5G 網(wǎng)絡有望顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速度、減少延遲并能夠支持無數(shù)同時連接的設備。然而,這些功能需要能夠在苛刻的操作條件下運行的高效基礎設施。
在快速發(fā)展的電力電子領域,熱管理已成為確保設備可靠性、效率和壽命的關鍵因素。這對于電動汽車等能源密集型行業(yè)尤其重要,其中碳化硅(SiC) 和氮化鎵 (GaN) 電子電路解決方案(例如逆變器、轉換器和充電電路)正在徹底改變這一領域。
半橋串聯(lián)諧振轉換器可實現(xiàn) 100 W 以上轉換器的高效率和高功率密度。最常見的諧振拓撲(圖 1)是由串聯(lián)磁化電感器組成的諧振回路;諧振電感;和一個電容器(縮寫為 LLC)。參數(shù)值的選擇決定了諧振回路增益曲線的形狀,這會影響諧振轉換器在系統(tǒng)中的性能。
變壓器衍生的拓撲(例如反激式)允許電源通過向變壓器添加次級繞組來輕松創(chuàng)建多個輸出電壓。這就造成了您必須選擇要調節(jié)的輸出電壓的情況,這并不總是那么容易。它可能是具有最高功率的輸出,或者是需要嚴格調節(jié)的低壓輸出。
每一代新服務器都需要更高的計算能力和效率,同時也增加了功耗要求。確保服務器滿足市場需求的關鍵方面之一是了解微處理器的電源對整個服務器的動態(tài)響應和效率的影響。這使得工程師能夠配置電源以獲得最佳性能。