實(shí)時(shí)能耗測(cè)量,包括離線電源的輸入有功功率、輸入 RMS 電壓和輸入 RMS 電流測(cè)量,變得越來(lái)越重要。這些測(cè)量可用于調(diào)整電力輸送和優(yōu)化能源使用。傳統(tǒng)上,輸入功率和電流是由專(zhuān)用的功率計(jì)量芯片測(cè)量的,但是這會(huì)增加額外的成本和設(shè)計(jì)工作。
近幾十年來(lái),鋰離子電池技術(shù)的進(jìn)步改善了全球的生活條件。鋰離子電池(Lithium ion batteries,簡(jiǎn)稱(chēng)LIB)用于大多數(shù)移動(dòng)電子設(shè)備以及電動(dòng)車(chē)輛。然而,人們?cè)絹?lái)越擔(dān)心可再生能源和智能電網(wǎng)的負(fù)載均衡,以及鋰源的可持續(xù)性,因?yàn)殇囐Y源的地球儲(chǔ)量相對(duì)有限,這必將導(dǎo)致鋰資源緊張和原材料價(jià)格飆漲。因此,單靠LIB能否滿(mǎn)足小型和/或中大型儲(chǔ)能應(yīng)用不斷增長(zhǎng)的需求仍不清楚。為了緩解這些問(wèn)題,最近的研究集中于替代能源儲(chǔ)存系統(tǒng)。鈉離子電池(Sodium ion batteries,簡(jiǎn)稱(chēng)SIB)被認(rèn)為是最佳候選電源。
隨著電網(wǎng)覆蓋率的大幅提高,目前已經(jīng)幾乎沒(méi)有家庭需要再考慮供電問(wèn)題,家用風(fēng)機(jī)/光伏+電池的組合本來(lái)會(huì)逐漸淡出人們的視野,但是因?yàn)樘贾泻偷牡絹?lái),這種組合卻正在成為全國(guó)電力系統(tǒng)必不可少的組成部分。
汽車(chē)解決方案必須滿(mǎn)足對(duì)電磁能力 (EMC) 的嚴(yán)格要求,這從根本上是一個(gè)系統(tǒng)集成問(wèn)題。隨著 ECU 和線束的數(shù)量和復(fù)雜性的增加,問(wèn)題只會(huì)變得更糟。挑戰(zhàn)不是電子產(chǎn)品的增加,而是 OEM 上市時(shí)間需要更短的最終產(chǎn)品驗(yàn)證時(shí)間。消費(fèi)電子進(jìn)步的步伐也使硬件冗余變得更加復(fù)雜,并迫使汽車(chē)系統(tǒng)更快地遷移以跟上這一步伐。
USB Type-C 標(biāo)準(zhǔn)允許使用標(biāo)準(zhǔn)電纜實(shí)現(xiàn) 5V 至 20V 范圍內(nèi)的可調(diào)輸出電壓和高達(dá) 3A 的負(fù)載電流。由于功率水平高達(dá) 60W,反激式仍然是拓?fù)涞牟诲e(cuò)選擇。然而,為初級(jí)側(cè)控制器提供偏置電源可能會(huì)帶來(lái)一些挑戰(zhàn)。
選擇像線性穩(wěn)壓器這樣簡(jiǎn)單的東西通常是熱動(dòng)力學(xué)方面的一課。線性穩(wěn)壓器使用在其線性區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的晶體管或 FET,從應(yīng)用的輸入電壓中減去超額的電壓,產(chǎn)生經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的輸出電壓。所謂壓降電壓,是指穩(wěn)壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內(nèi)所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。
抑制輸入濾波器諧振的傳統(tǒng)方法是添加另一個(gè)電容,其電容至少是原始輸入電容的三倍,并與一個(gè)串聯(lián)電阻進(jìn)行阻尼,增加的電容至少是輸入電容的四倍。最佳阻尼發(fā)生在電阻值非常接近電感除以原始輸入電容的平方根時(shí)(見(jiàn)下面的等式 2)。然而,在許多情況下,客戶(hù)不想投入那么多電容,如果他們確實(shí)添加了成本較低的電解電容器,電阻值可能會(huì)有很大差異。這些電容器中的大多數(shù)都指定了最大串聯(lián)電阻,但典型部件只有 1/4th到該值的 1/3 rd 。
電感是電導(dǎo)體的特性,它阻止流過(guò)它的電流發(fā)生變化。它被定義為感應(yīng)電壓與產(chǎn)生感應(yīng)電壓的電流變化率之比,以亨利 (H) 為單位。RF 電感器的電感額定值通常在大約 0.5 納亨 (nH) 或更低到數(shù)百 nH 的范圍內(nèi)。正如下面關(guān)于 RF 電感器結(jié)構(gòu)選擇的部分所述,電感取決于結(jié)構(gòu)、磁芯尺寸、磁芯材料和線圈匝數(shù)。電感器可提供固定或可變電感值。
在電磁干擾(EMI) 強(qiáng)化放大器誕生之前,像我們這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師只能實(shí)施自己的濾波方案。其中一些方案奏效了,而另一些則沒(méi)有成功,讓我們頭疼不已。
因此,假設(shè)我們幾乎完成了最新最好的MSP430應(yīng)用程序。所有的錯(cuò)誤都已被根除,它的工作就像一個(gè)魅力。它幾乎準(zhǔn)備好進(jìn)入主舞臺(tái),但仍有一件事需要注意:電源。畢竟,我們不能指望每個(gè)人都用實(shí)驗(yàn)室電源為他們的應(yīng)用程序供電,對(duì)吧?
如果我們正在設(shè)計(jì)汽車(chē)?yán)走_(dá),甚至是商業(yè)或軍用雷達(dá)系統(tǒng),我們都會(huì)受到物理學(xué)的約束。我想改變這一點(diǎn),但我在大學(xué)里的許多老教授都說(shuō)“有些規(guī)則可以改變,有些自然法則是不可動(dòng)搖的”。無(wú)線電傳輸中的路徑損耗就是其中之一。因此,如果我們想讓雷達(dá)看得更遠(yuǎn),就需要提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。
智能電網(wǎng)的目的是允許通過(guò)電源進(jìn)行通信以提高電網(wǎng)的效率。這是通過(guò)確保連接到電網(wǎng)的任何設(shè)備不僅對(duì)預(yù)期功能具有高能效,而且將以最有效的方式使用能源,最大限度地減少峰值功耗和平均整體功耗來(lái)實(shí)現(xiàn)。
只需使用電阻器即可測(cè)量電流。 每個(gè)人都知道歐姆定律:V=IR。通過(guò)測(cè)量已知電阻器上的電壓,可以確定電流。圖 1 顯示了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的圖表,說(shuō)明了如何測(cè)量電源輸出中的電流。
大多數(shù)傳導(dǎo) EMI 問(wèn)題是由共模噪聲引起的。 此外,大多數(shù)共模噪聲問(wèn)題是由電源中的寄生電容引起的。 開(kāi)關(guān)電源本質(zhì)上具有高 dV/dt 的節(jié)點(diǎn)。將寄生電容與高 dV/dt 混合會(huì)產(chǎn)生 EMI 問(wèn)題。當(dāng)寄生電容的另一端連接到電源的輸入端時(shí),少量電流會(huì)直接泵入電源線。
霍爾傳感器最著名的作用之一是與 BLDC 電機(jī)共同作為電子換向器的傳感器。