監(jiān)控電壓軌與做庭院工作一樣令人著迷。雖然大多數(shù)人并不特別喜歡拔除雜草或修剪樹籬,但有必要防止事情失控或讓其他人對你大喊大叫。 幸運(yùn)的是,有無數(shù)種方法可以監(jiān)控我們的 1.8V 電源軌。不幸的是,并不總是清楚哪種方法最好。本博客系列的第 1 部分著眼于電壓監(jiān)控為何如此重要。
“低成本”、“充電時間短”、“續(xù)航里程長”?,F(xiàn)有的—驅(qū)動電機(jī)與車速主要有以下3個問題需要進(jìn)一步改進(jìn)?!半姍C(jī)的高效率區(qū)域不能覆蓋所有的轉(zhuǎn)速,尤其是高速”?!霸谀承{駛場景中,比如上坡時,可能會感到動力不足”?!案蟮碾姍C(jī)尺寸和電池容量是必要的。”為了解決這一問題,“既要實(shí)現(xiàn)高效率,又要實(shí)現(xiàn)高性能”和“既要實(shí)現(xiàn)高輸出,又要實(shí)現(xiàn)電動車橋的緊湊”是非常重要的。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),我們開發(fā)了“雙電機(jī)-雙速”3合一電驅(qū)系統(tǒng);可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)多驅(qū)動模式、2電機(jī)2速組合可提供4種驅(qū)動模式。根據(jù)駕駛工況選擇最優(yōu)模式,既能提高能耗,又能降低電池容量。雙電機(jī),可在必要的驅(qū)動場景下獲得足夠的驅(qū)動力。由于采用兩個小電機(jī)對稱放置,可以使電機(jī)的直徑更小,所以可以在不增大電機(jī)尺寸的情況下通電。它有助于擴(kuò)大行李空間,而且無需投資購買新的大驅(qū)動電機(jī)。
我最近與您分享了TI 全新 Piccolo? F28004x 微控制器 (MCU) 系列的生產(chǎn)公告,該系列針對電源控制應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。 Piccolo F28004x 用于高性能電源控制的主要特性包括:
知道嗎,我們可以使用 WEBENCH? 在五分鐘內(nèi)設(shè)計(jì)一個用于感應(yīng)感應(yīng)的 PCB 線圈? 如果我們正在考慮使用LDC1000等電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器,但擔(dān)心設(shè)計(jì)傳感器線圈所需的時間,請查看WEBENCH? Inductive Sensing Designer。
在本系列的第一部分中,我討論了與電流檢測放大器規(guī)格相關(guān)的概念,以及如何使用應(yīng)用要求來縮小器件選擇范圍。在本期中,我將討論電流范圍如何幫助得出分流電阻值,以及電流范圍和分流值如何與器件性能相結(jié)合,從而在精度和功耗之間進(jìn)行權(quán)衡。 直到最近發(fā)布的 TI INA250電流檢測放大器(稍后會詳細(xì)介紹),電流實(shí)際上并沒有通過電流檢測放大器。因此,被測量的電流范圍并不直接決定設(shè)備規(guī)格。
在本系列的前幾期中,我討論了實(shí)現(xiàn)備選方案以及這些決策如何影響設(shè)備參數(shù)以及受設(shè)備參數(shù)影響。在這篇文章中,我將解釋設(shè)備參數(shù)和系統(tǒng)因素如何影響可實(shí)現(xiàn)的精度。
在這篇文章中,我們將研究 MOSFET 用于電池保護(hù)。 每年,越來越多的電子設(shè)備由包含鋰離子 (Li ion) 電池的電池供電。高功率密度、低自放電率和易于充電使其成為幾乎所有便攜式電子產(chǎn)品的首選電池類型——如今,從口袋里的手機(jī)到每天數(shù)以百萬計(jì)開車上班的電動汽車,應(yīng)有盡有由鋰離子電池供電。盡管它們具有許多優(yōu)點(diǎn),但這些電池也帶來了一定的風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),如果不成功緩解這些風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),可能會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。我認(rèn)為沒有人會很快忘記 2016 年爆炸性的 Galaxy S7 設(shè)備平板電腦和隨后的召回。
我們研究了如何在最終應(yīng)用未知時為 FET 建議適當(dāng)?shù)慕徊鎱⒖肌T诒静┛秃捅鞠盗屑磳l(fā)布的文章中,我們將開始研究針對特定最終應(yīng)用需要考慮哪些具體考慮因素,從最終應(yīng)用中用于驅(qū)動電機(jī)的 FET 開始。 電機(jī)控制是 30V-100V 分立 MOSFET 的一個巨大(且快速增長的)市場,特別是對于驅(qū)動直流電機(jī)的許多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這里,我將專注于選擇正確的 FET 來驅(qū)動有刷、無刷和步進(jìn)電機(jī)。雖然硬性規(guī)則很少,而且可能有無數(shù)種不同的方法,但我希望這篇文章能讓我們了解根據(jù)我們的最終應(yīng)用從哪里開始。
MOSFET 被用作負(fù)載開關(guān)的次數(shù)超過了在任何其他應(yīng)用中的使用量,一次數(shù)量為數(shù)億個。我可能應(yīng)該從我在這里定義“負(fù)載開關(guān)”的確切方式開始。為了這篇文章的緣故,考慮負(fù)載開關(guān)任何小信號 FET,其在系統(tǒng)中的唯一功能是將一些低電流 (
在當(dāng)前市場上,高性能功率 MOSFET 最常見的用途或許也是選擇最合適的 FET 的最大挑戰(zhàn)。性能、價(jià)格和尺寸之間的權(quán)衡從來沒有比開關(guān)模式電源 (SMPS) 中使用的 MOSFET 更混亂。 遍歷一個詳盡的 SMPS 拓?fù)淞斜?,包括隔離的和非隔離的,并列出每個拓?fù)渥钪匾目紤]因素,這可能需要一個新奇的 - 一個比我這樣的簡單營銷工程師擁有更多技術(shù)知識的應(yīng)用程序?qū)<?。但我確實(shí)希望在本博客的后續(xù)段落中,我可以提供至少一些技巧和陷阱來避免。
在復(fù)雜的電源設(shè)計(jì)中,金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 (MOSFET) 的選擇往往是事后才考慮的。畢竟,它只是一個三針設(shè)備。它有多復(fù)雜,對吧?但是任何喜歡生蠔的人都會(試圖)告訴你,外表可能是騙人的。嘗試選擇正確的 MOSFET 或“FET”可能比我們想象的要復(fù)雜。
我們談到了為開關(guān)模式電源 (SMPS) 應(yīng)用選擇最合適的場效應(yīng)晶體管 (FET) 是多么困難。根據(jù)數(shù)據(jù)表規(guī)格預(yù)測電路性能是一個繁瑣的過程。要了解它的繁瑣程度,我建議閱讀應(yīng)用說明“考慮同步降壓轉(zhuǎn)換器的共源電感的功率損耗計(jì)算”,因?yàn)樗?xì)致地詳細(xì)說明了一階和二階寄生元件對這一特定拓?fù)涞墓β蕮p耗影響.
信號增益和噪聲增益對于放大器電路設(shè)計(jì)都很重要。信號增益顯然很重要,因?yàn)槲覀兿M麥?zhǔn)確控制信號幅度。噪聲增益也很重要,盡管它不會直接影響信號幅度,因?yàn)樗鼤绊懛糯笃鞣€(wěn)定性和環(huán)路增益,而這兩者都會對信號質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此,能夠計(jì)算特定電路的噪聲增益和信號增益非常重要。獲得這些數(shù)字后,我們可以使用數(shù)據(jù)表指南來優(yōu)化我們的電路。
服務(wù)器、以太網(wǎng)交換機(jī)、基站和存儲附件盒等云基礎(chǔ)設(shè)施終端設(shè)備對電源的功率密度要求正在增加。作為回應(yīng),將集成 MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)DC/DC 轉(zhuǎn)換器用于大電流 POL(負(fù)載點(diǎn))軌,傳統(tǒng)上由帶有外部 MOSFET 的 PWM(脈寬調(diào)制)控制器提供服務(wù),這已成為主流. 此外,為高性能處理器和 FPGA 執(zhí)行高級任務(wù)的需求,如自適應(yīng)電壓縮放(基于處理器操作配置文件的動態(tài) Vout 調(diào)整以優(yōu)化功率損耗)也變得很重要。此外,電源設(shè)計(jì)人員越來越關(guān)注消除外部組件、提高可靠性和防止故障發(fā)生。
高壓發(fā)生的可能性是工業(yè)應(yīng)用中一個持續(xù)關(guān)注的問題。尋找提供保護(hù)的方法一直是開發(fā)人員的一項(xiàng)重要任務(wù)。這個設(shè)計(jì)技巧說明了開發(fā)人員如何通過利用頂級?(OTT)放大器來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。即使是工業(yè)應(yīng)用程序,有時也會經(jīng)歷高于系統(tǒng)供應(yīng)的電壓。雖然這里的潛力不像在汽車電子產(chǎn)品中那么高,但它們通常可能高于通常的系統(tǒng)電壓。對于許多運(yùn)算電流來說,某些系統(tǒng)電壓甚至可能過高。這對模擬前端(AFEs)提出了一個巨大的挑戰(zhàn)。例如,較高的電壓可以使典型放大器的內(nèi)部輸入二極管傳導(dǎo)。這種狀態(tài)存在的時間越長,就越有可能發(fā)生故障甚至故障。開發(fā)人員可以使用外部的保護(hù)電路,如外部二極管或電阻,采取相應(yīng)的預(yù)防措施。然而由于這個原因,這些額外的組件需要在板上的空間和有缺點(diǎn)如泄漏電流、附加電容和噪聲。