過去,當電路板空間充足且機械外殼很大時,只需在印刷電路板 (PCB) 上安裝一個低壓差穩(wěn)壓器 (LDO)、使用額外的銅并添加一個散熱器就很容易了。管理熱量。但在工業(yè) 4.0 系統(tǒng)中,情況并非如此。這些智能系統(tǒng)使用更復雜的處理器,并且需要在沒有氣流的較小外殼中提供更多電源。因此,要重新使用過去 10 年一直在使用的線性穩(wěn)壓器更具挑戰(zhàn)性。我們現(xiàn)在需要考慮更高效的電源技術。
世界各地的能源機構都在關注不斷增長的電力消耗和可用能源的數(shù)量。世界電網(wǎng)最大的需求之一來自外部電源(EPS);其中包括筆記本電腦適配器以及手機和平板電腦 USB 充電器/適配器。便攜式電子產品用戶每天可能使用兩到三個 EPS。
如果我們設計電路,只是去減小穩(wěn)壓器尺寸是一件小事,非常簡單。但似乎有更多的組件要塞到電路板上,而不是可用空間。更多的特性和功能需要適應一個狹窄的區(qū)域。更高的集成度和摩爾定律在縮小某些器件方面是有效的,但對直流 (DC/DC) 轉換器的尺寸影響不大。電源轉換器很容易消耗整個系統(tǒng)尺寸的 30% 到 50%。你如何克服這個瓶頸?
電源抑制比 (PSRR) 是電源抑制輸入端紋波電壓的能力。 如果運算放大器的電源發(fā)生變化,輸出不應變化,但實際上通常會發(fā)生變化。如果X V的電源電壓變化產生Y V的輸出電壓變化,則該電源的PSRR(折合到輸出端)為X/Y。無量綱比通常稱為電源電壓抑制比(PSRR),以dB表示時則稱為電源電壓抑制(PSR)。但是,PSRR和PSR幾乎總能互換使用,半導體行業(yè)很少有相關標準。
開關電源中的振鈴會產生輻射和傳導噪聲,造成電路抖動和過度耗散,并且容易使組件過載。在音頻、處理器電源和任何需要電磁干擾 (EMI) 認證的設計等應用中,振鈴是一個主要問題。
最近MPS預布了幾款款新的電源模塊方案。
無論我們走到哪里,都會出現(xiàn)新的電子設備,讓生活更輕松或更高效。隨著我們開始依賴這些設備,無論操作環(huán)境如何,它們都必須“工作”。無論是永遠在線的智能手機、我們越來越電子化的車輛、我們最喜歡的餐廳的自助結賬亭,還是我們不直接與之互動但只是作為生活一部分接受的大型工廠自動化系統(tǒng)——我們只是希望事情能夠奏效。
由于物聯(lián)網(wǎng)革命,我們看到越來越多的設備通過 Wi-Fi? 和藍牙? 連接到云。例如,當我們的智能手機處于待機模式時,負載開關通常用于通過禁用無線電(和其他耗電子系統(tǒng))來節(jié)省電量。這降低了設備的整體功耗,使電池的使用壽命更長。 負載開關如何工作?
MP2651 是一款升降壓充電器 IC,設計用于 1 節(jié)至 4 節(jié)串聯(lián)電池組應用。它支持 4V 至 22V 的寬輸入電壓 (VIN) 范圍為電池充電。升降壓拓撲允許電池電壓高于或低于 VIN。MP2651 可以在啟用源模式時提供 3V 至 21V 的寬 VIN 范圍。在源模式下,該器件具有高分辨率的輸出電流限值 (IOUT_LIMIT) 。
許多工業(yè)系統(tǒng)旨在滿足特定的 UL(保險商實驗室)或 IEC(國際電工委員會)安全標準,通常最終目標是獲得 UL 認證。作為此過程的一部分,許多設計必須符合 UL 或 IEC(或兩者)概述的一組非常具體的要求。例如,在歐洲銷售的家用電器必須通過 IEC60335-1,而在全球銷售的家用電器必須通過 UL 60730。幸運的是,這兩個標準有很多共同點,包括低功率電路 (LPC) 的共同定義:
在設計電源時,設計人員經常面臨的挑戰(zhàn)之一是處理電壓瞬變。保護電路免受大于集成電路 (IC)額定輸入電壓 (V IN ) 的電壓尖峰的影響非常重要。在處理電壓瞬變時,設計人員可以選擇在系統(tǒng)前端使用 DC/DC 轉換器,該轉換器具有足夠寬的輸入電壓范圍以覆蓋任何瞬變,或者使用具有額外鉗位電路的較低 V IN DC/DC 轉換器提供瞬態(tài)保護。
一開始工作,帶著大學里的一些電力電子理論,我啟程前往實驗室。在我最初的幾周里,我意識到了電子產品的真正力量。在學習的過程中,我可能不小心炸毀了電容器,看到微小的火焰吞沒了我的 MOSFET,并測試了我的(正在開發(fā)的)焊接技能,把太陽接觸到的所有東西都短路了。我喜歡挑戰(zhàn),所以我問自己,“我怎樣才能更好地為這份工作做好準備?”
作為主流數(shù)碼設備的充電接口,USBType-C相關協(xié)議的一舉一動都備受關注,在不久前提出統(tǒng)一USBType-C充電接口引發(fā)蘋果陣營的爭議后,日前USB-IF協(xié)會又正式確定了USBType-C 2.1標準協(xié)議。
在我旅行并與許多市場領域的客戶會面時,我開始意識到許多硬件設計師必須成為電源工程師。硬件設計師負責設計在工作和預期最壞情況下保持電氣和熱穩(wěn)定的穩(wěn)壓器;滿足處理器、專用集成電路 (ASIC)、雙倍數(shù)據(jù)速率 (DDR) 存儲器、混合立方體存儲器和現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 所需的電源規(guī)格;并產生低電磁干擾(EMI)。穩(wěn)壓器的工作是通過線路(輸入電壓)、負載(輸出電流)和環(huán)境變化保持其輸出電壓恒定(調節(jié))。
學習新的轉換器拓撲也可能有點令人生畏。 您可能熟悉傳統(tǒng)的降壓轉換器。該轉換器的簡單性和美觀性使其流行了幾十年。TI 最近推出了基于串聯(lián)電容降壓轉換器的TPS54A20。