電源適配器作為現(xiàn)代電子設(shè)備的重要組成部分，其安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到設(shè)備的運(yùn)行效果和使用壽命。雷電作為一種常見的自然災(zāi)害，對(duì)電源適配器的危害不容忽視。因此，在電源適配器的設(shè)計(jì)中，防雷措施顯得尤為重要。
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，高頻電源模塊在通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。高頻電源模塊不僅要求高效率、高穩(wěn)定性和高可靠性，還要求具有較小的體積和重量。在這些要求中，緩沖電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得尤為重要。緩沖電路作為高頻電源模塊的重要組成部分，其性能直接影響到電源的輸出質(zhì)量、效率和穩(wěn)定性。
在電力電子領(lǐng)域，開關(guān)電源變壓器作為能量轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)年P(guān)鍵元件，其性能直接影響到整個(gè)電源系統(tǒng)的效率、穩(wěn)定性和可靠性。R型開關(guān)電源變壓器，以其獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和出色的電氣性能，成為眾多應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)選。
在低噪聲電路中放大傳感器產(chǎn)生的小信號(hào)是一個(gè)非常普遍但困難的問(wèn)題。設(shè)計(jì)者通常會(huì)使用帶有雙極輸入的運(yùn)算放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)這種放大,因?yàn)樗麄児逃械牡烷W爍(1/F)和寬帶噪聲。雙極OP安培提出了另一個(gè)挑戰(zhàn),當(dāng)小信號(hào)感興趣是產(chǎn)生的傳感器的高源阻抗,不能提供足夠的電流到放大器的輸入。雙極OPS電流在納米安培范圍或更大范圍內(nèi)具有較高的輸入偏置電流,相對(duì)于它們的離子和結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)的輸入阻抗較低。
當(dāng)談到降壓轉(zhuǎn)換器(又稱巴克轉(zhuǎn)換器)時(shí),設(shè)計(jì)師必須做出許多設(shè)計(jì)選擇,以影響整體系統(tǒng)的性能,包括選擇使用哪種操作模式。雖然有些設(shè)備有很多專門的操作模式,但大多數(shù)降壓轉(zhuǎn)換器只提供兩種模式:電力節(jié)省模式(PSM)和強(qiáng)制脈沖寬度調(diào)制模式(FPWM)。兩種模式的基本區(qū)別發(fā)生在光負(fù)載上;PSM提高了光負(fù)載下的效率,而Fpwm模式保持了較高的開關(guān)頻率和較低的輸出電壓波動(dòng)。
圖1展示了電池內(nèi)部配置的一個(gè)例子。理想的情況是,電池的內(nèi)阻應(yīng)該是零,允許最大的電流,沒有任何能量損失。然而,實(shí)際上,如圖1所示,內(nèi)部阻力始終存在。
任何啟動(dòng)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)都將有一個(gè)實(shí)際的限制,它可以增加多少電壓從輸入到輸出。脈沖寬度調(diào)制控制器具有限制場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)最小允許時(shí)和非時(shí)的時(shí)間限制。時(shí)序限制將有效地限制可實(shí)現(xiàn)的電壓提升比,盡管這一缺點(diǎn)在以電感代替變壓器或耦合電感作為其磁性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中更為明顯。在這個(gè)電源提示中,我將比較各種非孤立的,單端提升拓?fù)?以擴(kuò)展電壓提升比,并引入雙頭轉(zhuǎn)換器作為實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)換率和高電流輸出負(fù)載的一個(gè)選項(xiàng)。
全橋變換器提供了一個(gè)高效率的孤立功率轉(zhuǎn)換解決方案( 圖1 )。在此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,控制方法的選擇將影響轉(zhuǎn)換器的整體性能。大多數(shù)工程師只考慮硬切換全橋(HSFB)或相轉(zhuǎn)換全橋(PSFB)。在這個(gè)電源提示中,我將演示一個(gè)簡(jiǎn)單的修改,脈沖寬度調(diào)制控制全橋,可以提高效率,實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)和消除共振環(huán)變壓器繞組。
一個(gè)跨感應(yīng)電壓調(diào)節(jié)器(tlvr)修改了傳統(tǒng)的多相轉(zhuǎn)換器,加速了轉(zhuǎn)換器的輸出電流旋轉(zhuǎn)速度的能力,以接近高速處理器的快速負(fù)載轉(zhuǎn)換速率或應(yīng)用專用集成電路的核心電壓軌。每一個(gè)輸出電感得到一個(gè)二次繞組,這些繞組被串聯(lián)地連接起來(lái),以創(chuàng)建一個(gè)二次環(huán)路來(lái)加速對(duì)負(fù)載變化的響應(yīng)。然而,這種負(fù)載瞬態(tài)性能的改善是以增加靜態(tài)波動(dòng)及其造成的功率損失為代價(jià)的。問(wèn)題是,很難估計(jì)次級(jí)回路中的實(shí)際整體電感,這是性能的一個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素,因?yàn)椴季趾陀∷㈦娐钒?印刷電路板)的結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)其產(chǎn)生重大影響。在這個(gè)能量提示里,我將展示一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)量,您可以使用估計(jì)實(shí)際泄漏電感在TLVR二次循環(huán)和優(yōu)化性能。
在電源轉(zhuǎn)換器中,輸入電容器通過(guò)感應(yīng)電纜注入電源。當(dāng)?shù)谝淮尾迦胂到y(tǒng)時(shí),寄生電感會(huì)使輸入電壓的鈴聲幾乎是其直流值的兩倍,也被稱為熱堵塞。沒有足夠的阻尼功率轉(zhuǎn)換器輸入和缺乏涌流控制會(huì)損害轉(zhuǎn)換器。
電磁兼容性(EMC，即Electromagnetic Compatibility)是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁騷擾的能力。
在電子設(shè)備的電源管理中，開關(guān)降壓-升壓控制器扮演著至關(guān)重要的角色。它們能夠在輸入電壓高于、低于或等于輸出電壓時(shí)提供穩(wěn)定的輸出電壓，滿足了各種復(fù)雜電源環(huán)境的需求。近年來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種具備直通功能的開關(guān)降壓-升壓控制器憑借其消除開關(guān)噪聲和提高效率的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，引起了廣泛關(guān)注。
開關(guān)電源作為現(xiàn)代電子設(shè)備中不可或缺的能量轉(zhuǎn)換裝置，具有高效率、小體積和輕重量等優(yōu)勢(shì)。然而，開關(guān)電源在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電磁干擾(Electromagnetic Interference, EMI)，這不僅影響自身的電磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, EMC)，還可能對(duì)其他電子設(shè)備造成干擾。因此，深入探討開關(guān)電源EMC的產(chǎn)生機(jī)理，并提出有效的對(duì)策，對(duì)于提升電子設(shè)備的整體性能和穩(wěn)定性具有重要意義。
靜電放電(ESD)是一種意外的快速高壓瞬態(tài)波形，出現(xiàn)在電路內(nèi)的導(dǎo)體上。由于人際接觸等原因，靜電敏感IC等器件容易因此發(fā)生故障。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，人們開發(fā)出了多種靜電放電保護(hù)器件，以保護(hù)電子設(shè)備中的敏感電路不受靜電放電的影響。
隨著現(xiàn)代電子設(shè)備的普及和性能要求的不斷提高，DCDC電路作為電源管理系統(tǒng)的核心部分，其穩(wěn)定性和效率變得尤為重要。為了優(yōu)化電路性能，許多DCDC電路采用了展頻技術(shù)，以減小電磁干擾(EMI)并提高電路的整體效率。然而，這種技術(shù)有時(shí)會(huì)引發(fā)電感發(fā)出可聞噪聲，即“電感嘯叫”，這不僅影響了用戶的使用體驗(yàn)，還可能對(duì)設(shè)備的整體質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。
Verilog12
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王洪陽(yáng)
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小愛電源
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