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在當(dāng)今追求可持續(xù)交通與能源高效利用的時(shí)代,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV)和電池電動(dòng)汽車(BEV)的發(fā)展備受矚目。而在設(shè)計(jì)這些車輛的動(dòng)力系統(tǒng)時(shí),設(shè)計(jì)人員始終面臨著巨大的壓力,需要在提高能效和可靠性的同時(shí)降低成本。從傳統(tǒng)的單一電源架構(gòu)向雙 12 伏和 48 伏電源軌的轉(zhuǎn)變,無疑是一個(gè)重要的進(jìn)步,它通過減輕底盤布線的重量,有效地提高了能效。但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,設(shè)計(jì)人員迫切需要專用的解決方案,以進(jìn)一步優(yōu)化兩個(gè)電源的管理,使它們能夠更好地協(xié)同工作,并且使車輛具備支持雙向車輛到電網(wǎng)(V2G)應(yīng)用的能力。
降壓式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器是一種將較高直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為較低直流輸出電壓的電源轉(zhuǎn)換電路。其基本工作原理是通過控制 MOSFET 的導(dǎo)通與關(guān)斷,周期性地將輸入電壓施加到電感上。在 MOSFET 導(dǎo)通期間,電感存儲(chǔ)能量,電流逐漸上升;當(dāng) MOSFET 關(guān)斷時(shí),電感釋放能量,維持電流繼續(xù)流向負(fù)載,通過這種電感的儲(chǔ)能和釋能過程實(shí)現(xiàn)降壓功能。輸出電壓的大小由 MOSFET 的導(dǎo)通時(shí)間(占空比)決定,占空比越小,輸出電壓越低。例如,一個(gè)輸入電壓為 12V 的降壓式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器,若要得到 5V 的輸出電壓,需合理調(diào)節(jié)占空比來達(dá)成。這種工作模式使得降壓式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器在眾多電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用,如手機(jī)充電器、筆記本電腦電源適配器等,為不同電壓需求的電路模塊提供適配的電源。
電源并聯(lián)運(yùn)行是電源產(chǎn)品模塊化、大容量化的一個(gè)有效方法,是電源技術(shù)的發(fā)展方向之一,是實(shí)現(xiàn)組合大功率電源系統(tǒng)的關(guān)鍵。目前由于半導(dǎo)體功率器件、磁性材料等原因,單個(gè)開關(guān)電源模塊的最大輸出功率只有幾千瓦,但實(shí)際應(yīng)用中往往需用幾百千瓦以上的開關(guān)電源為系統(tǒng)供電,在大容量的程控交換機(jī)系統(tǒng)中這種情況是時(shí)常遇到的。這可通過電源模塊的并聯(lián)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)。
在全球倡導(dǎo)綠色出行與可持續(xù)發(fā)展的大背景下,新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。然而,“里程焦慮” 始終如影隨形,成為制約新能源汽車進(jìn)一步普及的關(guān)鍵因素。所謂 “里程焦慮”,是指消費(fèi)者在駕駛新能源汽車時(shí),因擔(dān)心車輛剩余電量不足以支撐到達(dá)目的地,或在途中難以找到合適的充電設(shè)施而產(chǎn)生的焦慮情緒。要想徹底攻克這一難題,電池管理系統(tǒng)(BMS)與新型電池技術(shù)的協(xié)同發(fā)展至關(guān)重要。
在弱信號(hào)模擬電路中,噪聲是影響電路性能的關(guān)鍵因素。電路噪聲可能導(dǎo)致信號(hào)失真、精度下降,甚至使電路無法正常工作。而供電方式的選擇對(duì)弱信號(hào)模擬電路的噪聲水平有著至關(guān)重要的影響。不同的供電方式會(huì)引入不同類型和程度的噪聲,因此,深入研究各種供電方式對(duì)電路噪聲的影響,對(duì)于優(yōu)化弱信號(hào)模擬電路設(shè)計(jì)、提高電路性能具有重要意義。
服務(wù)器電源在 AI 服務(wù)器領(lǐng)域,GPU、CPU 以及 AI 加速芯片對(duì)供電的穩(wěn)定性與效率有著極高的要求。服務(wù)器普遍運(yùn)用高效的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器來輸出穩(wěn)定電壓,而電感器則是 DC-DC 轉(zhuǎn)換器中不可或缺的關(guān)鍵元件。當(dāng)下,新研發(fā)的服務(wù)器電源單元(PSU)功率密度大幅提升,接近 100W/in3。為實(shí)現(xiàn)如此高的功率密度,通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化以及元件技術(shù)革新來提高轉(zhuǎn)換器效率成為主要解決方案。在這樣的服務(wù)器電源系統(tǒng)中,電感器需具備諸多特性。例如,在降壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器里,電感量一般要求處于 0.1 - 0.68 μH 區(qū)間,工作電流可達(dá) 60A,飽和電流在 60A - 120A 范圍,同時(shí)尺寸要控制在 12mm 以內(nèi)。這是因?yàn)殡姼衅鞒袚?dān)著儲(chǔ)存與釋放能量的重任,以此來平滑輸入電壓的波動(dòng),輸出穩(wěn)定的電流,從而保障服務(wù)器能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn),滿足數(shù)據(jù)中心海量數(shù)據(jù)的處理與存儲(chǔ)需求。
隨著汽車智能化的飛速發(fā)展,高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)在提升駕駛安全性和舒適性方面發(fā)揮著越來越重要的作用。ADAS 處理器作為系統(tǒng)的核心,承擔(dān)著處理大量傳感器數(shù)據(jù)、執(zhí)行復(fù)雜算法的重任,其對(duì)電流的需求也日益增長(zhǎng)。為 ADAS 處理器提供超過 100A 的電流,已成為當(dāng)前汽車電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,芯片作為核心部件,其性能和穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。而電源作為芯片正常工作的能量來源,其質(zhì)量對(duì)芯片的影響至關(guān)重要。紋波作為電源質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),廣泛存在于各類電源輸出中,對(duì)芯片的邏輯關(guān)系有著復(fù)雜且重要的影響。深入研究紋波對(duì)芯片邏輯關(guān)系的影響機(jī)制,對(duì)于優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)、提高電子系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。
通過PCB板本身散熱目前廣泛應(yīng)用的PCB板材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材,還有少量使用的紙基覆銅板材。
在現(xiàn)代電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,PCB(印刷電路板)承擔(dān)著至關(guān)重要的角色,尤其是在進(jìn)行大電流傳輸時(shí)。
近年來,又出現(xiàn)了另一類數(shù)據(jù)密集處理型芯片DSP。DSP由于其特殊的結(jié)構(gòu)、專門的硬件乘法器和特殊的指令,使其能快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理及滿足各種高實(shí)時(shí)性要求。
在電力電子變換器的廣闊領(lǐng)域中,雙向 DCDC 諧振變換器猶如一顆璀璨的明星,憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),如高效的能量轉(zhuǎn)換、良好的電氣隔離性能以及靈活的功率雙向流動(dòng)能力,在新能源發(fā)電、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等諸多前沿領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而,當(dāng)我們深入觀察這一領(lǐng)域的研究趨勢(shì)時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象:相較于其他類型的雙向 DCDC 變換器,電流饋電型雙向 DCDC 諧振變換器的研究熱度近年來逐漸降低,相關(guān)的研究成果和文獻(xiàn)數(shù)量也相對(duì)較少。這一現(xiàn)象背后究竟隱藏著怎樣的原因呢?本文將深入剖析,探究其背后的深層次因素。