在這個由兩部分組成的系列的第一部分中,我描述了正確設(shè)計電源的良好規(guī)范的重要性。在第 2 部分中,我將概述我們的規(guī)范中的哪些參數(shù)(參見圖 1)會影響某些拓?fù)涞臎Q策。
如果我們不知道如何開始以及從哪里開始設(shè)計電源,對于開關(guān)模式電源設(shè)計可能是一件神秘的事情,因為有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制器類型可供選擇。
許多有經(jīng)驗的設(shè)計人員都知道,通過簡單地將補償引腳連接在一起,使用峰值電流模式控制器通常更容易實現(xiàn)均流。我們可以通過這種方式獲得合理的精度,因為電流模式控制器上的補償電壓與峰值電感電流成正比,后者與輸出電流有關(guān)。將補償引腳連接在一起可確保相間電流的均勻分布。
工廠自動化應(yīng)用中的精度取決于許多因素,例如精度、溫度漂移和噪聲。但是,在最初設(shè)計系統(tǒng)時,您可能忽略了另外兩個關(guān)鍵因素:安全性和可重復(fù)性。
故障指示器廣泛用于電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,用于監(jiān)測架空和地下輸電線路。這些指示器監(jiān)控每相中流動的電流,并在檢測到故障電流通過時向上游斷路器發(fā)送命令以跳閘。
洗衣機、空調(diào)和冰箱等變頻家用電器通常使用無刷直流電機 (BLDC)。這些電機因其高效率、低可聞噪音和無級調(diào)速而在家用電器中很受歡迎。
車輛中電子電路數(shù)量的增加對電池消耗的電量提出了更高的要求。即使在汽車停放或關(guān)閉時,電池電源仍會保持開啟,以支持遠(yuǎn)程鑰匙進入和安全等功能。
1978 年,當(dāng) 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(dá)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(fù)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(dāng)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?xì)w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(fù)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(fù)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(xì)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(biāo),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(biāo)準(zhǔn)。表 1 提供了相關(guān)縮寫的列表。