工業(yè)電源功能安全設(shè)計(jì)已從單一硬件防護(hù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)化安全架構(gòu)。IEC 61508與ISO 13849作為功能安全領(lǐng)域的兩大基石,分別從電子電氣系統(tǒng)與機(jī)械控制系統(tǒng)的維度構(gòu)建了安全標(biāo)準(zhǔn)體系,其演進(jìn)路徑與實(shí)施策略深刻影響著工業(yè)電源的設(shè)計(jì)范式。
分布式電源架構(gòu)(DPA)與集中式模塊化設(shè)計(jì)正通過(guò)技術(shù)融合與架構(gòu)創(chuàng)新,重新定義功能安全與系統(tǒng)可靠性的邊界。DPA通過(guò)多級(jí)電壓轉(zhuǎn)換與冗余設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高瞬態(tài)響應(yīng)能力,而集中式模塊化架構(gòu)則通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化組件與智能化管理提升系統(tǒng)魯棒性。兩者的協(xié)同應(yīng)用,為工業(yè)場(chǎng)景提供了從電源分配到系統(tǒng)控制的全方位安全保障。
在福島核事故中,應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)因海嘯浸泡失效,導(dǎo)致全廠斷電引發(fā)嚴(yán)重后果。這一教訓(xùn)深刻揭示了核電站電源系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)的極端重要性。作為核電站安全級(jí)電氣系統(tǒng)的核心,1E級(jí)電源通過(guò)功能安全與抗輻射加固的雙重技術(shù)體系,構(gòu)建起抵御多重極端工況的防護(hù)屏障。其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之嚴(yán)苛、技術(shù)實(shí)現(xiàn)之復(fù)雜,堪稱工業(yè)電源領(lǐng)域的巔峰挑戰(zhàn)。
電能作為一種重要的能源,其質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行以及各類用電設(shè)備的正常工作。理想的電能應(yīng)是頻率穩(wěn)定、電壓幅值恒定且波形為正弦波的交流電。然而,在實(shí)際的電力系統(tǒng)中,由于各種因素的影響,電能質(zhì)量往往會(huì)出現(xiàn)偏差,其中電網(wǎng)諧波是影響電能質(zhì)量的重要因素之一。諧波的存在會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備發(fā)熱、振動(dòng)、噪聲增加,甚至損壞設(shè)備,同時(shí)還會(huì)影響電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置以及通信系統(tǒng)等的正常工作。因此,深入研究電網(wǎng)諧波問(wèn)題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
在電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天,開(kāi)關(guān)電源憑借高效、小型化、輕量化等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制等領(lǐng)域。而三端 PWM 開(kāi)關(guān)作為開(kāi)關(guān)電源的核心控制部件,其性能直接影響著開(kāi)關(guān)電源的整體表現(xiàn)。本文將深入探討三端 PWM 開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)、工作原理以及它在開(kāi)關(guān)電源中的具體應(yīng)用。
LED 驅(qū)動(dòng)電源作為 LED 照明系統(tǒng)的 “心臟”,其穩(wěn)定性直接決定了整個(gè)照明設(shè)備的使用壽命。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,LED 驅(qū)動(dòng)電源易損壞的問(wèn)題卻十分常見(jiàn),不僅增加了維護(hù)成本,還影響了用戶體驗(yàn)。要解決這一問(wèn)題,需從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用等多個(gè)環(huán)節(jié)入手,針對(duì)性地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。
電源入口是電磁干擾(EMI)傳導(dǎo)與輻射的關(guān)鍵路徑,無(wú)論是消費(fèi)電子、工業(yè)控制還是新能源汽車領(lǐng)域,電源線上的高頻噪聲若未得到有效抑制,不僅會(huì)通過(guò)傳導(dǎo)干擾影響其他設(shè)備,還可能通過(guò)空間輻射形成電磁污染。π型濾波器與磁珠作為電源入口EMC防護(hù)的核心元件,其參數(shù)設(shè)計(jì)與選型需嚴(yán)格遵循頻率阻抗匹配法則,以實(shí)現(xiàn)干擾抑制與信號(hào)完整性的平衡。
在數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)向高密度、高頻化演進(jìn)的進(jìn)程中,碳化硅(SiC)MOSFET憑借其低導(dǎo)通電阻、高頻開(kāi)關(guān)特性及高溫穩(wěn)定性,成為替代傳統(tǒng)硅基IGBT和MOSFET的核心器件。然而,其高速開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的直流電磁干擾(EMI)、體二極管反向恢復(fù)電流及開(kāi)關(guān)振鈴現(xiàn)象,正成為制約系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵瓶頸。本文從器件物理機(jī)制出發(fā),結(jié)合工程實(shí)踐,系統(tǒng)分析SiC MOSFET的直流EMI特征,并提出體二極管反向恢復(fù)與開(kāi)關(guān)振鈴的協(xié)同抑制策略。
在現(xiàn)代電子設(shè)備中,LED 照明以其高效、節(jié)能、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用。而 LED 開(kāi)關(guān)電源作為 LED 照明系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,其性能的優(yōu)劣直接影響到整個(gè)照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。PCB(Printed Circuit Board,印刷電路板)回路設(shè)計(jì)是 LED 開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié),合理的 PCB 回路設(shè)計(jì)能夠有效提高電源的效率、降低電磁干擾(EMI),并確保電源工作的穩(wěn)定性。本文將詳細(xì)介紹如何使用 LED 開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì) PCB 回路。
在當(dāng)今電子設(shè)備多樣化和高性能化的發(fā)展趨勢(shì)下,開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源作為關(guān)鍵的供電部件,其性能優(yōu)劣直接影響著設(shè)備的整體表現(xiàn)。雙環(huán)反激開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源憑借獨(dú)特的電路拓?fù)浜凸ぷ魈匦?,在中小功率?yīng)用領(lǐng)域占據(jù)重要地位。傳統(tǒng)控制電路在面對(duì)復(fù)雜工況時(shí),暴露出諸如動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢、穩(wěn)定性欠佳等問(wèn)題,開(kāi)發(fā)一種新型控制電路以提升雙環(huán)反激開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的綜合性能迫在眉睫。
開(kāi)關(guān)電源(SMPS)憑借高效、小型化的優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中。但開(kāi)關(guān)電源在工作時(shí),因高頻開(kāi)關(guān)動(dòng)作、元器件特性等因素,容易產(chǎn)生噪聲。這些噪聲不僅會(huì)影響自身性能,還可能干擾周邊電子設(shè)備,因此準(zhǔn)確測(cè)量開(kāi)關(guān)電源中的噪聲至關(guān)重要。下面將詳細(xì)介紹測(cè)量開(kāi)關(guān)電源噪聲的相關(guān)知識(shí)和具體方法。
在電子電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中,確保電源進(jìn)入集成電路(IC)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。電源去耦作為一種關(guān)鍵技術(shù)手段,對(duì)于維持電源進(jìn)入 IC 各點(diǎn)的低阻抗發(fā)揮著不可或缺的作用。無(wú)論是模擬集成電路,如放大器和轉(zhuǎn)換器,還是混合信號(hào)器件,像 ADC 和 DAC,亦或是數(shù)字 IC,例如 FPGA,它們的正常工作都與電源的穩(wěn)定性緊密相連。
在電子設(shè)備的電源供應(yīng)領(lǐng)域,如何實(shí)現(xiàn)高效且穩(wěn)定的供電一直是工程師們不懈追求的目標(biāo)。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器因其較高的效率在眾多應(yīng)用中得到廣泛使用,然而,其固有的噪聲問(wèn)題卻常常成為限制其進(jìn)一步應(yīng)用的瓶頸。尤其是在為對(duì)噪聲極為敏感的設(shè)備,如 ADC、PLL 或 RF 收發(fā)器等供電時(shí),開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的噪聲可能會(huì)顯著降低這些設(shè)備的性能。為了解決這一問(wèn)題,在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的輸出端增加次級(jí) LC 濾波器成為一種常見(jiàn)的做法,它能夠有效減少紋波和抑制噪聲。但是,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式中,二級(jí) LC 輸出濾波器也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),如功率級(jí)傳輸函數(shù)建模為不穩(wěn)定的四階系統(tǒng),若考慮電流環(huán)路的采樣數(shù)據(jù)效應(yīng),完整的控制至輸出傳遞函數(shù)甚至?xí)優(yōu)槲咫A系統(tǒng),這使得系統(tǒng)穩(wěn)定性難以保證。那么,是否存在一種方法,能讓帶有次級(jí) LC 濾波器的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器在保證高效的同時(shí),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且低噪聲的電源供應(yīng)呢?答案是肯定的,有一種創(chuàng)新的混合反饋方法可以達(dá)成這一目標(biāo)。
在汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)變革的當(dāng)下,汽車 MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展的進(jìn)程中。諸多因素共同作用于這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而其中安全法規(guī)的影響力不容小覷,始終是推動(dòng)汽車 MEMS 產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)的關(guān)鍵要素。
在現(xiàn)代電子設(shè)備中,開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)以其高效、緊湊等諸多優(yōu)勢(shì),成為各類設(shè)備不可或缺的供電部分。然而,開(kāi)關(guān)電源工作過(guò)程中產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)問(wèn)題,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的電磁兼容性(EMC)。本文將圍繞開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)產(chǎn)品 EMC 展開(kāi)三大方面的思考,深入剖析問(wèn)題并探尋解決方案。