1978 年,當 Cecil Deisch 研究推挽式轉(zhuǎn)換器時,他面臨一個問題,即如何平衡變壓器中的磁通并防止磁芯因脈寬調(diào)制 (PWM) 波形略微不對稱而導(dǎo)致飽和。他想出了一個解決方案,即在電壓回路中增加一個內(nèi)部電流回路,并在開關(guān)電流達到可調(diào)閾值時讓開關(guān)關(guān)閉。這就是峰值電流模式控制的起源
汽車系統(tǒng)中半導(dǎo)體含量的快速增加促使需要管理每個子系統(tǒng)中的關(guān)鍵電壓和電流。監(jiān)控電源電壓、負載電流或其他重要系統(tǒng)功能有助于指示故障情況、防止災(zāi)難性故障并保護最終用戶免受潛在傷害。
生物傳感器是監(jiān)測各種生物過程并將結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號以供醫(yī)生和研究人員處理和解釋的設(shè)備。今天有各種各樣的生物傳感器可用,從血糖監(jiān)測儀到水化學(xué)檢測儀,再到妊娠試驗。隨著電子元件的小型化,醫(yī)用生物傳感器變得越來越小,下一個大趨勢是使它們可穿戴。作為可穿戴設(shè)備,當便攜式傳感器以非侵入性方式收集數(shù)據(jù)發(fā)送給醫(yī)生時,患者將擁有最大的移動性來開展他們的生活?;颊吆歪t(yī)生都同意,在醫(yī)院花費的時間越少越好。
坐在電視機前很容易。換頻道很容易。在電視上觀看一個節(jié)目的同時同時錄制四個節(jié)目并將另一節(jié)目流式傳輸?shù)狡桨咫娔X是過度的 - 但也很容易!這一切都歸功于機頂盒 (STB) 的強大功能,
為了將升壓轉(zhuǎn)換器在輕載或空載條件下的功率損耗降至最低,設(shè)計人員通常使用脈沖頻率調(diào)制 (PFM) 來降低開關(guān)頻率,從而降低相關(guān)的開關(guān)損耗。在 PFM 中,隨著負載越來越低,越來越多的開關(guān)脈沖被跳過,如圖 1 所示。顯然,這些分散的開關(guān)脈沖序列攜帶隨負載變化的次諧波頻率。根據(jù)開關(guān)脈沖序列之間死區(qū)的持續(xù)時間,次諧波可能表現(xiàn)為射頻 (RF) 噪聲或可聽噪聲。RF 噪聲會對整個系統(tǒng)的性能造成不必要的干擾,而且可聽噪聲不僅令人不快,而且有危及系統(tǒng)機械完整性的風(fēng)險。因此,應(yīng)解決這些噪聲問題。
許多使用線路電源運行的現(xiàn)代智能物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備需要備用電源來安全斷電或在意外斷電時執(zhí)行最后的通信。例如,電表可以通過射頻 (RF) 接口共享有關(guān)停電時間、位置和持續(xù)時間的詳細信息。
現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA) 用于醫(yī)療設(shè)備、有線通信、航空航天和國防等應(yīng)用。FPGA 通過提供可重新編程的電路來簡化設(shè)計過程;這種反復(fù)重新編程的能力可以實現(xiàn)快速原型設(shè)計,并且無需創(chuàng)建定制的專用集成電路 (ASIC)。即使數(shù)量很少,F(xiàn)PGA 也是一種相對便宜的解決方案,這使得它們在小型和大型公司中都很受歡迎。然而,由于為 FPGA 供電需要多個電源軌(如圖 1 所示),設(shè)計電源電路可能會令人困惑。
一般而言,電氣產(chǎn)品必須滿足某種類型的電磁干擾 (EMI) 性能指標,無論是在產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范中確立的,還是為了符合監(jiān)管要求。在項目的設(shè)計階段考慮任何規(guī)定 EMI 限制的功能規(guī)范非常重要,尤其是在印刷電路板 (PCB) 布局和噪聲過濾方面。在本系列的第 1 部分中,我將回顧汽車、通信和工業(yè)應(yīng)用中傳導(dǎo) EMI 的標準。表 1 提供了相關(guān)縮寫的列表。
來自開關(guān)電源的輻射電磁干擾 (EMI) 是一種動態(tài)和情境問題,與電路板布局、組件放置和電源本身內(nèi)的寄生效應(yīng)以及它運行的整個系統(tǒng)有關(guān)。因此,從系統(tǒng)設(shè)計人員的角度來看,這個問題非常具有挑戰(zhàn)性,了解輻射 EMI 測量要求、頻率范圍和適用限制非常重要。
LDO即low dropout regulator,是一種低壓差線性穩(wěn)壓器 。這是相對于傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器 來說的。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器,如78XX系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓至少高出2V~3V,否則就不能正常工作。但是在一些情況下,這樣的條件顯然是太苛刻了,如5V轉(zhuǎn)3.3V,輸入與輸出之間的壓差只有1.7v,顯然這是不滿足傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的工作條件的。
電磁干擾 (EMI) 在某些設(shè)計中是一個棘手的問題,尤其是在汽車系統(tǒng)中,如信息娛樂、車身電子、ADAS 等。在設(shè)計原理圖和繪制版圖時,設(shè)計人員通常通過減少高 di/dt 環(huán)路面積和減慢開關(guān)壓擺率來最大限度地減少源頭的噪聲。
過壓保護電路(OVP)為下游電路提供保護,使其免受過高電壓的損壞。
得益于無線連接和人機界面的突破,下一代智能電器變得越來越智能。具有高度集成圖形加速器的處理器(如 Sitara? AM335x 處理器)可以幫助我們實現(xiàn)更好的觸摸界面、更大的屏幕和更高分辨率的高清攝像頭。具有速度高達 1GHz 的 Arm? 或數(shù)字信號處理器 (DSP) 內(nèi)核的處理器可以幫助我們集成多個傳感器、語音識別和家庭自動化。具有無線連接功能的處理器可以幫助我們通過物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 實現(xiàn)設(shè)備或云之間的交互連接。
隨著送貨服務(wù)需求的快速增長,電動摩托車(e-motorcycle)作為一種運輸方式越來越受歡迎,因為它的電池容量遠大于電動自行車/電動滑板車的電池。更大的容量可以延長乘車時間,這有助于節(jié)省時間并實現(xiàn)更遠距離的交付。