了解集成電路(無(wú)論是微控制器、FPGA 還是處理器)的熱性能對(duì)于避免可能導(dǎo)致電路故障的過(guò)熱一直至關(guān)重要。電子系統(tǒng)的小型化和產(chǎn)生大量熱量的元件(如 LED)的擴(kuò)散,使得熱分析作為保證產(chǎn)品良好功能和可靠性的工具越來(lái)越重要。
我一直對(duì)小型能量收集項(xiàng)目感興趣。畢竟,這似乎是一種幾乎理想的“物有所值”的安排。獲得合適的傳感器、電源管理 IC (PMIC)、儲(chǔ)能組件(可充電電池或超級(jí)電容器),當(dāng)我們需要為遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或其他低功耗設(shè)備供電時(shí),一切就緒。當(dāng)然,也有風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿却笠?guī)模的收獲,但這些項(xiàng)目的規(guī)模非常不同,而小規(guī)模的收獲似乎更加個(gè)人化和非侵入性。
談到電源——電源、穩(wěn)壓器、轉(zhuǎn)換器——現(xiàn)在最常提到的第一個(gè)參數(shù)是“效率”。雖然更高的效率當(dāng)然是一件好事,但設(shè)計(jì)人員知道還有許多其他重要標(biāo)準(zhǔn),例如輸入調(diào)節(jié)、輸出調(diào)節(jié)和輸出紋波(僅舉幾例)。這些只是性能因素——更高的效率還必須與供應(yīng)規(guī)模、成本、復(fù)雜性和其他屬性進(jìn)行權(quán)衡。
LED 技術(shù)為各種大功率照明應(yīng)用打開了大門。圖 1中的電路可以讓我們知道交流電源何時(shí)可用。從交流線路驅(qū)動(dòng)功率 LED 需要轉(zhuǎn)換器或類似裝置。在該電路中,無(wú)源IC極大地簡(jiǎn)化了整體設(shè)計(jì)。我們還可以簡(jiǎn)化電路以使用直流電源運(yùn)行,這樣我們就可以使用汽車電池在夜間提供照明。
LED 比白熾燈更高效,使用壽命延長(zhǎng) 100 倍,但它們需要專門的電子驅(qū)動(dòng)電路來(lái)避免過(guò)壓情況。主要操作參數(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單:保持通過(guò) LED 的電流恒定并低于指定的最大值。
大功率 LED 要求電子工程師設(shè)計(jì)準(zhǔn)確、高效且簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路。傳統(tǒng)上,以精確電流驅(qū)動(dòng)大功率串需要專用的開關(guān)穩(wěn)壓器。選擇分立驅(qū)動(dòng)器電路需要了解 LED 照明才能做出最佳權(quán)衡。本設(shè)計(jì)理念描述了一種使用無(wú)處不在的 555 IC 的更簡(jiǎn)單且同樣出色的方法。
你是否曾嘗試在投影儀上展示想法,卻發(fā)現(xiàn)客戶的會(huì)議室沒(méi)有可以執(zhí)行此操作的設(shè)備?如果您手頭有一個(gè)便攜式的,那不是很方便嗎?最近發(fā)生在我身上,沒(méi)有這樣的便攜式設(shè)備,我不得不在筆記本電腦上展示我的演示文稿。
有沒(méi)有想過(guò)充電器的功率水平如何不斷增加(例如利用 USB Type-C 標(biāo)準(zhǔn)),但尺寸仍然很???在充電器兼作暖手器并變得不可靠之前,我們只能在密封的塑料盒內(nèi)消散這么多的電量。你必須達(dá)到更高的效率。
不,不是電影系列——這篇文章是關(guān)于提高人們對(duì) LED 照明解決方案問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。 在全球范圍內(nèi),我看到帶有 LED 燈泡的新建筑閃爍或無(wú)法正常工作,正如最近在香港一家受歡迎的酒吧看到的情況所示(圖 1)。
氮化鎵 (GaN) 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET) 的采用正在迅速增加,因?yàn)樗軌蛱岣咝什⒖s小電源尺寸。但在投資該技術(shù)之前,我們可能仍會(huì)問(wèn)自己 GaN 是否可靠。令我震驚的是,沒(méi)有人問(wèn)硅是否可靠。畢竟還是有新的硅產(chǎn)品一直在問(wèn)世,電源設(shè)計(jì)人員也很關(guān)心硅功率器件的可靠性。
設(shè)計(jì)人員經(jīng)常選擇 D 類音頻放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)各種中等功率應(yīng)用中的揚(yáng)聲器,例如電視、藍(lán)牙? 揚(yáng)聲器和筆記本電腦。畢竟,與傳統(tǒng)的 AB 類相比,D 類具有較低的散熱量和相對(duì)較高的效率(以延長(zhǎng)電池壽命)。如果緊湊的電路板空間很重要,D 類也是有益的。
電子元器件熱設(shè)計(jì)的目的是防止元器件因過(guò)熱或溫度交變誘發(fā)熱失效。電子元器件熱設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面:一方面是元器件本身的熱設(shè)計(jì),包括管芯、封裝鍵合和管殼的熱設(shè)計(jì)等;另一方面則是電子元器件的安裝冷卻技術(shù),其中特別值得注意的是電子元件在印制電路板上的安裝問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題涉及眾多類型電子元件的各種不同形狀與電氣引線的布置。
在這篇文章分享 Fly-Buck 的軟/靜音開關(guān)特性的細(xì)節(jié),這有助于在隔離中實(shí)現(xiàn)更高的效率、更低的電磁干擾 (EMI) 和更小的解決方案尺寸DC/DC 偏置應(yīng)用。
電源行業(yè)目前正在從模擬控制向數(shù)字控制過(guò)渡,尤其是在高性能電源設(shè)計(jì)方面。事實(shí)上,數(shù)字控制器現(xiàn)在控制著服務(wù)器中使用的大多數(shù) AC/DC 電源。 與模擬控制器相比,數(shù)字控制器提供了更大的靈活性和性能。但是那些從模擬控制切換到數(shù)字解決方案的人面臨著新的挑戰(zhàn),其中連續(xù)信號(hào)由離散格式表示:1 或 0。在這個(gè)博客系列中,我將提供設(shè)計(jì)數(shù)字控制電源的實(shí)用指南。
我以德州儀器 (TI) 的UCD3138為例介紹了如何設(shè)計(jì)數(shù)字電源 ,并重點(diǎn)介紹了硬件設(shè)計(jì)。在本期中,我將解釋如何編寫固件以使其工作。 與模擬電源轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)通過(guò)硬件控制一切不同,固件是數(shù)字控制的“靈魂”;幾乎所有主要功能都是通過(guò)代碼實(shí)現(xiàn)的。由于代碼受到實(shí)時(shí)限制,中央處理器 (CPU) 帶寬有限,因此具有組織良好的固件結(jié)構(gòu)非常重要。