服務(wù)器、以太網(wǎng)交換機(jī)、基站和存儲附件盒等云基礎(chǔ)設(shè)施終端設(shè)備對電源的功率密度要求正在增加。作為回應(yīng),將集成 MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)DC/DC 轉(zhuǎn)換器用于大電流 POL(負(fù)載點(diǎn))軌,傳統(tǒng)上由帶有外部 MOSFET 的 PWM(脈寬調(diào)制)控制器提供服務(wù),這已成為主流. 此外,為高性能處理器和 FPGA 執(zhí)行高級任務(wù)的需求,如自適應(yīng)電壓縮放(基于處理器操作配置文件的動態(tài) Vout 調(diào)整以優(yōu)化功率損耗)也變得很重要。此外,電源設(shè)計(jì)人員越來越關(guān)注消除外部組件、提高可靠性和防止故障發(fā)生。
高壓發(fā)生的可能性是工業(yè)應(yīng)用中一個(gè)持續(xù)關(guān)注的問題。尋找提供保護(hù)的方法一直是開發(fā)人員的一項(xiàng)重要任務(wù)。這個(gè)設(shè)計(jì)技巧說明了開發(fā)人員如何通過利用頂級?(OTT)放大器來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。即使是工業(yè)應(yīng)用程序,有時(shí)也會經(jīng)歷高于系統(tǒng)供應(yīng)的電壓。雖然這里的潛力不像在汽車電子產(chǎn)品中那么高,但它們通??赡芨哂谕ǔ5南到y(tǒng)電壓。對于許多運(yùn)算電流來說,某些系統(tǒng)電壓甚至可能過高。這對模擬前端(AFEs)提出了一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。例如,較高的電壓可以使典型放大器的內(nèi)部輸入二極管傳導(dǎo)。這種狀態(tài)存在的時(shí)間越長,就越有可能發(fā)生故障甚至故障。開發(fā)人員可以使用外部的保護(hù)電路,如外部二極管或電阻,采取相應(yīng)的預(yù)防措施。然而由于這個(gè)原因,這些額外的組件需要在板上的空間和有缺點(diǎn)如泄漏電流、附加電容和噪聲。
電感式傳感器利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實(shí)現(xiàn)非電量電測。在很多應(yīng)用中都會有利用到電感式傳感器來對位移、壓力、振動、應(yīng)變、流量等參數(shù)進(jìn)行測量,在機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用得尤為廣泛。這不僅得益于它結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高,其抗干擾能力強(qiáng)及測量精度高也有很重要的優(yōu)勢點(diǎn)。感應(yīng)傳感器檢測金屬目標(biāo)與感應(yīng)線圈傳感器的接近程度,而電容傳感器檢測傳感器和電極之間的電容變化。
當(dāng)設(shè)備提供不同類型的測量功能時(shí),設(shè)計(jì)人員必須考慮哪種測量最適合他們的用例。 一些電感式傳感解決方案,例如 TI 的LDC1000 電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器(LDC),具有兩種測量功能:
在光網(wǎng)絡(luò)模塊和其他通信系統(tǒng)中,您可能必須精確控制某個(gè)組件的溫度。例如,激光器需要特定的溫度才能發(fā)射特定波長的光。圖 1 所示的熱電冷卻器 (TEC) 是一種常用設(shè)備,用于加熱或冷卻此類系統(tǒng)中的組件。
與傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制 (PWM) 電源轉(zhuǎn)換器不同,諧振轉(zhuǎn)換器的輸出電壓通過頻率調(diào)制進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此,諧振轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)方法將不同于 PWM 轉(zhuǎn)換器。 LLC 諧振轉(zhuǎn)換器透過設(shè)計(jì)電路產(chǎn)生諧振的方式,實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)元件的軟切換,能顯著的提升轉(zhuǎn)換器效率,因此廣受業(yè)界喜愛。但你是否也覺得 LLC 諧振轉(zhuǎn)換器的補(bǔ)償難以調(diào)整,Transient Response 太慢?系統(tǒng)頻寬太低?單純的電壓回授已經(jīng)無法滿足設(shè)計(jì)需求,但是受限于 LLC 無法使用峰值電流模式控制,沒辦法設(shè)計(jì)更優(yōu)化的回授與補(bǔ)償器?
為了應(yīng)對工業(yè)和汽車行業(yè)日益嚴(yán)格的電源要求,多相設(shè)計(jì)是當(dāng)今工程師的熱門選擇。對于超過 25A 的電流要求,越來越多的設(shè)計(jì)人員選擇多相方法,因?yàn)樗鼈兙哂嘘P(guān)鍵優(yōu)勢。與單相設(shè)計(jì)相比,多相提供更低的輸出紋波電壓,以及更好的瞬態(tài)性能和更好的熱性能,從而提高整體效率。
在本文的第 1 部分中,我討論了交錯(cuò)同步降壓的四個(gè)相位以最小化輸入/輸出電壓紋波并提高熱性能的必要性。您可以通過遵循一些關(guān)鍵布局指南來進(jìn)一步提高熱性能,以確保功率在所有四個(gè)相位上均勻耗散。
我們在項(xiàng)目中如何預(yù)計(jì)運(yùn)算放大器 (op amp) 的有源模擬濾波器中的振鈴?模擬濾波器的目的是去除有意頻帶中的信號,而不是無意中將額外的振鈴添加到信號路徑中??紤]查看每個(gè)濾波器級的 Q 值或品質(zhì)因數(shù)。圖 1 顯示了二階低通巴特沃斯濾波器的特性示例。
像許多人一樣,我被那些可以用來照亮人行道的小型太陽能戶外燈的便利性所吸引。畢竟,它們似乎是解決小問題的簡單、無憂的解決方案。它們是基于太陽能的,它是免費(fèi)的能量收集,并且沒有布線。只需將它們粘在地上,問題就解決了。
在第 1 部分中,我們研究了如何從 LED 燈泡中移除 AC/DC 轉(zhuǎn)換器以節(jié)省能源。第 2 部分和第 3 部分涵蓋家庭照明網(wǎng)絡(luò)和通信。在這里,我們將深入探討太陽能、電線、連接器和燈泡設(shè)計(jì)。 你想節(jié)省能源嗎?考慮太陽能物聯(lián)網(wǎng)。這是當(dāng)您的光伏太陽能系統(tǒng)連接到局域網(wǎng)并被建模為另一個(gè)提供電力的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)。在這個(gè)概念中,太陽能材料是多層層壓的,如 PCB。圖 11顯示了太陽能層壓板的側(cè)視圖。
隨著車輛變得更加電氣化——不僅僅是電動汽車或混合動力電動汽車,甚至是老式汽油/柴油動力機(jī)器——準(zhǔn)確監(jiān)控電流消耗以確保性能和長期可靠性變得越來越重要。這變得至關(guān)重要的一個(gè)領(lǐng)域是電子助力轉(zhuǎn)向 (EPS) 系統(tǒng)。
關(guān)于 FET 數(shù)據(jù)表的問題,尤其是熱信息表中的那些參數(shù),大家不一定知道有什么作用。這就是為什么今天,我想解決數(shù)據(jù)表中結(jié)到環(huán)境熱阻抗和結(jié)到外殼熱阻抗的參數(shù),這似乎是造成很多混亂的原因。 首先,讓我們準(zhǔn)確定義這些參數(shù)的含義。在熱阻抗方面,很難在 FET 行業(yè)內(nèi)找到這些參數(shù)命名的一致性——有時(shí)甚至在同一家公司內(nèi)也是如此。為了這篇文章,我將使用圖 1 和表 1 中定義的參數(shù)。如果您認(rèn)為熱流類似于電流,那么很容易想象出熱量可以從所示結(jié)或芯片消散的電阻網(wǎng)絡(luò)在圖 1 中。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總和就是我們所說的器件的結(jié)到環(huán)境熱阻抗 (R θJA )。
工程師選擇關(guān)鍵功率元件后必須計(jì)算補(bǔ)償值;這通常是通過非直觀的數(shù)據(jù)表方程完成的,因此您可能不確定這些值是否正確。要確定,您需要在實(shí)驗(yàn)室中構(gòu)建電源并測量其穩(wěn)定性。 電壓模式和 CM 降壓轉(zhuǎn)換器的不同之處在于其內(nèi)部電路有些復(fù)雜。為了建模,有兩個(gè)簡單的模塊:誤差放大器和功率級增益。誤差放大器查看輸出電壓,將其與內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較,并生成誤差信號。功率級增益模塊是用于 VM 轉(zhuǎn)換器的簡單電壓增益 (V/V),或用于 CM 轉(zhuǎn)換器的跨導(dǎo)增益 (A/V)。
與 20 年前我們的手機(jī)相比,今天的車輛具有更多的智能和連接性。無論是通過基于訂閱的通信服務(wù)還是內(nèi)置的蜂窩功能,他們都與世界保持近乎持續(xù)的通信。未來,這將包括車對車通信??刂婆c外界通信的核心是遠(yuǎn)程信息處理控制單元 (TCU)。 除了在車輛行駛時(shí)發(fā)生的通信之外,還需要在車輛關(guān)閉時(shí)進(jìn)行通信,例如模塊固件下載、診斷上傳到云服務(wù)或位置服務(wù)通知等任務(wù)。