本應(yīng)用說明適用于具有 PCB 設(shè)計基礎(chǔ)知識以改進 EMC 的硬件和/或 PCB 設(shè)計人員。基本上解釋了大多數(shù)設(shè)計規(guī)則的背景,但詳細解釋會使應(yīng)用筆記的結(jié)構(gòu)超載。市場上有大量關(guān)于 EMC、屏蔽、布線等系統(tǒng)設(shè)計的文獻。因此,EMC 的這些方面在這里只涉及很少的部分。本應(yīng)用說明針對 NEC 微控制器附近 PCB 設(shè)計的詳細方面。
本文將介紹一種用于 3.3kV SiC MOSFET的基于變壓器的隔離式柵極驅(qū)動器。兩個 VHF 調(diào)制諧振反激式轉(zhuǎn)換器,工作頻率為 20 MHz,可生成 PWM 信號和柵極驅(qū)動功率。
我有一個朋友喜歡世界各地的最新技術(shù)。帶著對 3D 打印機的狂熱,他最近邀請我去他的公寓欣賞他的新杰作,一臺自制的 3D 打印機。嗯,他確實很好地為我打印了一只三條腿半個頭的小狗,但真正引起我注意的是他的打印機在制作小狗時發(fā)出的小聲響。因此,在贊揚了他的出色工作之后,我們花了一些時間討論導(dǎo)致這種噪音的原因。
很明顯,高效率和小尺寸是 DC/DC 轉(zhuǎn)換器解決方案的關(guān)鍵基準(zhǔn)。作為一名系統(tǒng)工程師,我敏銳地意識到更高的效率是減少功率損耗、降低組件溫度以及在給定氣流和環(huán)境溫度環(huán)境下提供更多可用功率的藍圖。然而,將解決方案壓縮成一個小的 PCB 尺寸是另一個挑戰(zhàn)。
電磁干擾(EMI)歷來是讓PCB設(shè)計工程師們頭疼的一個問題,它威脅著電子設(shè)備的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。因此,我們在設(shè)計PCB時,需要遵循一定的原則,使電路板的電磁干擾控制在一定的范圍內(nèi),達到設(shè)計要求和標(biāo)準(zhǔn),提高電路的整體性能。
在許多無線基站應(yīng)用中,隔離電源轉(zhuǎn)換器的電源是通過 -48 V 電源提供的。通信基站使用-48V電源很大部分有歷史原因,歷史上,通信行業(yè)設(shè)備一直使用-48V直流供電。-48V也就是正極接地。因為最小的通訊網(wǎng)和通信工程都是用的電話網(wǎng),電信局供電電壓都是48V的,后期工程和端口通訊設(shè)備為了兼容早期設(shè)備,降低更換成本,基本都用的-48V的電源。
跨阻抗放大器(TIA) 最常使用運算放大器(op amps) 構(gòu)建。而且,越來越多的(如果不是全部的話)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 是全差分系統(tǒng),需要具有單端差分機制。TIA由于具有高帶寬的優(yōu)點,一般用于高速電路,如光電傳輸通訊系統(tǒng)中普遍使用。
從表面上看,我們可能認(rèn)為驅(qū)動螺線管或閥門執(zhí)行器接縫非常簡單。老實說,在大多數(shù)情況下確實如此。打開或關(guān)閉電流并不是很困難。但是,如果我們的應(yīng)用程序需要非??焖俚卮蜷_/關(guān)閉負載驅(qū)動怎么辦?實現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳方法是什么?
用于測量負載電流的標(biāo)準(zhǔn)方法之一是在負載線中插入一個低阻值電阻器并檢測其兩端的電壓,圖 1,然后是歐姆定律的模擬或數(shù)字實現(xiàn)。
運算放大器(通常稱為運算放大器)是用于設(shè)計電子電路的無處不在的構(gòu)建塊。今天,這些設(shè)備被制造成小型集成電路,但這個概念很久以前就開始使用真空管了。有一項 1946 年早期使用運算放大器概念的專利,盡管當(dāng)時并未使用該名稱。Raggazinni 經(jīng)常被認(rèn)為是在 1947 年創(chuàng)造了“運算放大器”一詞。
碳化硅 (SiC) 是一種日益重要的半導(dǎo)體材料,未來它肯定會取代硅用于大功率應(yīng)用。為了更好地管理 SiC 器件,有必要創(chuàng)建一個足夠的驅(qū)動程序,以保證其清晰的激活或停用。通常,要關(guān)閉它,“柵極”和“源極”之間需要大約 20 V 的電壓,而要打開它,需要大約 -5 V 的負電壓(地),并且開關(guān)驅(qū)動器必須非??欤駝t會增加工作溫度、開關(guān)損耗和更大的電阻 Rds(on)。
使用本設(shè)計實例中描述的快速動態(tài)負載來測試電力系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)可以揭示許多關(guān)鍵的運行特性??焖匐娏麟A躍導(dǎo)致的電壓偏差可以提供對穩(wěn)壓器相位裕度的深入了解。此外,對于距離負載點有一定距離的電源,瞬態(tài)測試可以幫助確定有效的串聯(lián)互連電感、并聯(lián)電容和 ESR。雖然商業(yè)電源的相位裕度通常由供應(yīng)商驗證,但添加遠程感應(yīng)通常會破壞電源的穩(wěn)定性?;ミB電感和負載電容會在調(diào)節(jié)器控制回路反饋中引入額外的相移,從而影響穩(wěn)定性。
螺線管是機電致動器,具有稱為柱塞的自由移動磁芯。通常,螺線管由螺旋形線圈和鐵制成的動鐵芯組成。 當(dāng)電流通過螺線管線圈時,它會在其內(nèi)部產(chǎn)生磁場。該磁場產(chǎn)生拉入柱塞的力。當(dāng)磁場產(chǎn)生足夠的力來拉動柱塞時,它會在螺線管內(nèi)移動,直到達到機械停止位置。當(dāng)柱塞已經(jīng)在螺線管內(nèi)時,磁場會產(chǎn)生力將柱塞固定到位。當(dāng)電流從螺線管線圈中移除時,柱塞將在螺線管中安裝的彈簧推動下返回其原始位置。
沒有一些專門設(shè)備的情況下,測試和測量 IC 或電路在電源瞬態(tài)方面的性能是一項棘手的任務(wù)。輸入電壓源不僅需要以受控方式改變,而且還必須能夠提供足夠的電流來調(diào)節(jié)輸入電容并為被測電路供電。
該穩(wěn)壓器在其輸入 (C IN ) 和輸出 (C OUT )處使用電容器來增強其高頻響應(yīng)。您應(yīng)該仔細考慮電容器的電介質(zhì)、值和位置,因為它們會極大地影響穩(wěn)壓器特性。C OUT主導(dǎo)調(diào)節(jié)器的動態(tài)響應(yīng);C IN的重要性要小得多,只要它不低于穩(wěn)壓器的壓降點即可。