在我旅行并與許多市場領(lǐng)域的客戶會面時,我開始意識到許多硬件設(shè)計師必須成為電源工程師。硬件設(shè)計師負責設(shè)計在工作和預(yù)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(chǎn)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(diào)節(jié))。
學習新的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器的TPS54A20。
如果我們認為電源管理集成電路 (PMIC) 僅為系統(tǒng)處理器供電,請允許我介紹特定應(yīng)用的 PMIC。專用 PMIC 具有與通用 PMIC 相同的巨大系統(tǒng)優(yōu)勢——包括降低系統(tǒng)成本、節(jié)省空間、電源排序和平臺可擴展性——但它們通常是為終端設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計的更小的設(shè)備。此外,特定應(yīng)用的 PMIC 具有超低泄漏電流,有助于延長便攜式應(yīng)用中的電池壽命。在這篇文章中,我將為特定應(yīng)用的 PMIC 描述兩個示例應(yīng)用。
隨著越來越多的設(shè)計超越了更簡單的微控制器的功能,今天我將向我們介紹為片上系統(tǒng) (SoC) 供電的基本注意事項。我們需要做的第一件事是調(diào)出所選 SoC 的數(shù)據(jù)表或技術(shù)參考手冊。
世界是一個嘈雜的地方——電源也不例外。為了追求更高的效率,電源轉(zhuǎn)換器以越來越快的速度切換會產(chǎn)生意想不到的問題,包括增加系統(tǒng)對瞬態(tài)和噪聲的敏感性。在選擇如何設(shè)計電源以及使用哪些組件來設(shè)計電源時,考慮到這種敏感性很重要。
隨著技術(shù)的不斷進步,許多科技公司都專注于將越來越多的芯片組擠入更小的空間。結(jié)果,自集成電路發(fā)明以來,芯片組的尺寸一直在縮小。隨著芯片組尺寸不斷縮小,它們對靜電放電 (ESD) 等不受歡迎的電壓瞬變變得更加敏感。
電機和逆變器的使用在工業(yè)自動化、機器人、電動汽車、太陽能、白色家電和電動工具等應(yīng)用中持續(xù)增長。伴隨著這種增長是對提高效率、降低成本、縮小封裝和簡化整體設(shè)計的需求。雖然使用分立式絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT) 設(shè)計定制電機和逆變器功率電子器件以滿足特定要求很有誘惑力,但從長遠來看,這樣做的成本很高,而且會延誤設(shè)計進度。
有沒有想過當我們打開或關(guān)閉恒溫器時會發(fā)生什么?我們會聽到咔噠聲,但我們可能實際上并不知道發(fā)生了什么。一個簡單的答案是恒溫器開關(guān)向負責維持所需室溫的系統(tǒng)發(fā)送控制信號。但是怎么做?
電壓倍增器提供了一種在低電流下產(chǎn)生高壓輸出的簡單方法。它們在打印機、傳感器和帶電粒子系統(tǒng)等應(yīng)用中非常有用,這些應(yīng)用需要在低功率下達到數(shù)十甚至數(shù)千伏。由于沒有電源變壓器,例如反激式轉(zhuǎn)換器或自耦變壓器升壓中所需的那些,因此從成本和簡單性的角度來看,乘法器都是可取的。
我們是否曾經(jīng)多次進行相同的計算?作為一名電氣/電子工程師,我很確定你有。如果我們手動進行計算,可能會非常乏味且非常耗時。在設(shè)計電源管理電路時,我們可以更改很多參數(shù)并從各種拓撲結(jié)構(gòu)中進行選擇,這會增加重復(fù)計算量。
測試開關(guān)電源包括許多不同的測試,其中之一是輸出電壓峰峰值紋波。輸出電壓紋波是直流 (DC) 輸出電壓的交流 (AC) 分量。它是由多種因素共同產(chǎn)生的,包括輸出電容的等效串聯(lián)電阻 (ESR)、輸出電容兩端的電壓降、占空比和開關(guān)頻率。
需要更換風扇?簡單地換掉它。想要增加更多存儲容量?沒問題——只需將 500GB SSD 換成 4TB。 但是我們是否曾經(jīng)擔心在其中一項活動中我們的服務(wù)器可能會自燃?可能不是。一些最終用戶不知道,許多現(xiàn)代電子產(chǎn)品在所謂的“熱插拔”事件期間提供針對電流和電壓尖峰的保護。
功率因數(shù)校正 (PFC) 強制輸入電流跟隨輸入電壓 (V IN ), 因此任何電氣負載看起來都像一個電阻器。此操作需要感測輸入電壓并基于該感測調(diào)制電流參考。電流環(huán)路將強制輸入電流跟隨參考。
智能電表是智能用電的重要組成部分,是實現(xiàn)雙向互動智能用電的"末端神經(jīng);,支持雙向計量、自動采集、階梯電價、分時電價、凍結(jié)、控制、監(jiān)測等功能。另外,智能電能表還可以為用戶提供很多用電服務(wù),包括分布式電源計量、互動服務(wù)、智能家居、智能小區(qū)等。我國電表行業(yè)經(jīng)歷過機械制電表、普通電子式電表、預(yù)付費電表以及現(xiàn)在基本全面普及的智能電表階段。
USB Type-C設(shè)備在現(xiàn)實世界中也越來越受歡迎,許多流行的手機和平板電腦都采用了USB Type-C。我預(yù)計帶有 USB Type-C 的產(chǎn)品將在未來幾年快速增長。