輸入旁路電容器和輸出電容器在所有降壓轉(zhuǎn)換器中扮演著截然不同的角色——無(wú)論是否同步。但在大電流、多相應(yīng)用中,對(duì)類似角色的錯(cuò)誤假設(shè)會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)性能。許多設(shè)計(jì)人員認(rèn)真努力使兩組電容器盡可能靠近主電源開(kāi)關(guān)或集成轉(zhuǎn)換器。
每個(gè)人都喜歡電動(dòng)工具,無(wú)論是無(wú)繩的還是有線的。無(wú)繩工具可以使用有刷或無(wú)刷直流 (BLDC) 電機(jī)。但是,無(wú)刷電機(jī)效率更高,維護(hù)更少,噪音更低,使用壽命更長(zhǎng)。在這個(gè)由兩部分組成的博客系列中,我們將首先討論這些電動(dòng)工具中使用的三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的熱設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí),然后討論可用于您的設(shè)計(jì)的選項(xiàng)。
許多應(yīng)用都需要使用低功耗、高性能的差分放大器,將小差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成可讀的接地參考輸出信號(hào)。兩個(gè)輸入端通常共用一個(gè)大共模電壓。差分放大器會(huì)抑制共模電壓,剩余電壓經(jīng)放大后,在放大器輸出端表現(xiàn)為單端電壓。共模電壓可以是交流或直流電壓,此電壓通常會(huì)大于差分輸入電壓。抑制效果隨著共模電壓頻率增加而降低。相同封裝內(nèi)的放大器擁有更好的匹配性能、相同的寄生電容,并且不需要外部接線。因此,相比分立式放大器,高性能、高帶寬的雙通道放大器擁有更出色的頻率表現(xiàn)。
智能功率高邊開(kāi)關(guān)是具有保護(hù)和診斷功能的裝置,系統(tǒng)可以輕松實(shí)現(xiàn)高可靠性和智能故障檢測(cè)。它廣泛用于汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用,例如,作為后視攝像頭的電源開(kāi)關(guān)或信息娛樂(lè)系統(tǒng)中的 LCD 屏幕。
DC/DC 轉(zhuǎn)換器將輸入電壓源轉(zhuǎn)換為所需的電壓電平。當(dāng)輸入電壓高于所需的輸出電壓時(shí),我們需要一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器。反之,當(dāng)輸入電壓低于輸出電壓時(shí),則需要升壓轉(zhuǎn)換器。在輸入電壓可能高于或低于輸出電壓的應(yīng)用中,我們需要的是降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。
數(shù)字電流隔離在世界范圍內(nèi)發(fā)揮著重要作用。它做了一件了不起的事情:它可以保護(hù)不穩(wěn)定的產(chǎn)品免受計(jì)劃外的電子反沖,就像一套盔甲可以抵御戰(zhàn)場(chǎng)上意想不到的彈跳一樣。
在當(dāng)今互聯(lián)世界中,軟件頻繁的現(xiàn)場(chǎng)更新對(duì)于提高準(zhǔn)確性、增加好處甚至修復(fù)錯(cuò)誤是必要的。如果您希望這些更新對(duì)您不可見(jiàn),那么您會(huì)喜歡這個(gè)想法 - 不需要重新啟動(dòng)軟件或?qū)е码娫闯霈F(xiàn)任何故障的即時(shí)更新。雖然動(dòng)態(tài)更新的概念相對(duì)簡(jiǎn)單,但挑戰(zhàn)在于在固件轉(zhuǎn)換期間保持電源處于穩(wěn)定狀態(tài)。換句話說(shuō),不丟失任何信息的無(wú)縫過(guò)渡是關(guān)鍵。
過(guò)去的汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)主要基于 5V 和 3.3V 電壓電源。這是因?yàn)?12-14V 電池在汽車(chē)系統(tǒng)中很容易獲得,可以降壓到較低的電壓。然而,有幾個(gè)關(guān)鍵因素推動(dòng)了信息娛樂(lè)系統(tǒng)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)和集群系統(tǒng)對(duì)低電壓操作的需求。
想想典型的汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng):很多功能和各種子系統(tǒng)都塞進(jìn)了一個(gè)小儀表板。適應(yīng)小尺寸是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。 許多子系統(tǒng)(如處理器)需要大量電力。由于子系統(tǒng)如此之多,許多子系統(tǒng)共享共同的電壓,例如 3.3V 和 1.8V。這些導(dǎo)軌上所需的電流快速增加;有時(shí)高達(dá)安培的電流。但是小區(qū)域需要更高的電流。
通過(guò)斷電運(yùn)行并在斷電期間保留所有數(shù)據(jù)來(lái)提高固態(tài)驅(qū)動(dòng)器 (SSD)的可靠性至關(guān)重要。這種級(jí)別的可靠性要求SSD中存在備用電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)必須存儲(chǔ)大量能量,同時(shí)能夠使用(放電)和補(bǔ)充(充電)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的能量。
對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),我將使用鮮為人知的OPA615放大器。如果我們查看數(shù)據(jù)表,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它最初是作為模擬視頻功能的 DC 恢復(fù)功能開(kāi)發(fā)的,該功能在幾年前被集成到一個(gè)更節(jié)能且占用空間更小的封裝中。
根據(jù)我們正在處理的應(yīng)用,較小的偏移電壓并不總是意味著更高的精度或更好的直流性能。首先,我們需要確定最主要的錯(cuò)誤來(lái)源。如果確實(shí)是輸入失調(diào)電壓,那么斬波穩(wěn)定(零漂移)運(yùn)算放大器 (op amps) 會(huì)派上用場(chǎng)。它們?yōu)槲覀兲峁┳畹偷妮斎胧д{(diào)電壓……是的,最低的漂移……是的,幾乎沒(méi)有 1/f 噪聲。它們?cè)诟咴鲆骐娐泛透鼘挏囟确秶膽?yīng)用中非常有用。
許多應(yīng)用需要低噪聲電源,包括激光二極管驅(qū)動(dòng)器和光學(xué)模塊。即使使用低等效串聯(lián)電阻 (ESR) 陶瓷輸出電容器,使用傳統(tǒng)的單級(jí)電感電容 (LC) 濾波器來(lái)為此類負(fù)載供電通常也是不切實(shí)際的。
在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,電磁兼容EMC性能對(duì)系統(tǒng)的影響非常大,關(guān)系到其能正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。世界上已經(jīng)開(kāi)始對(duì)電子產(chǎn)品的電磁兼容性做強(qiáng)制性限制,電磁兼容性能已經(jīng)成為產(chǎn)品性能的一個(gè)重要指標(biāo)。 電磁兼容主要有兩方面的內(nèi)容,一個(gè)是產(chǎn)品本身對(duì)外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響,稱為電磁干擾發(fā)射EMI;另一個(gè)是對(duì)外界電磁信號(hào)的敏感程度稱為電磁敏感度EMS。干擾源、相合途徑及敏感設(shè)備是電磁兼容的三要素,缺一不可。
當(dāng)同時(shí)需要高 DC 精度和高帶寬時(shí),可能難以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電路配置,有幾種有效的方法,包括構(gòu)建復(fù)合放大器,或在高速放大器周?chē)鷮?shí)現(xiàn)伺服環(huán)路。