Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器是生成低功率隔離輸出、雙極 (+/-) 輸出和多輸出軌的常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。Fly-Buck 拓?fù)湓陔娦?、PoE、定制 PoE、工業(yè)和汽車應(yīng)用中很常見。最常用的 Fly-Buck 拓?fù)鋵?duì)非隔離輸出使用降壓配置。這種配置如圖 1 所示。
正如我在第一部分中提到的,專用于電源管理的印刷電路板 (PCB) 區(qū)域?qū)ο到y(tǒng)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的限制。降低轉(zhuǎn)換器損耗是在 PCB 空間有限的空間受限應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)緊湊實(shí)現(xiàn)的基本要求。
今天,在競(jìng)爭(zhēng)激烈的時(shí)代,產(chǎn)品設(shè)計(jì)師面臨的挑戰(zhàn)是保持領(lǐng)先地位,而不僅僅是與時(shí)俱進(jìn)。這提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員通過(guò)差異化產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新的賭注。
智能手機(jī)等便攜式設(shè)備的典型電源是單節(jié)鋰離子電池。隨著硅負(fù)極材料的發(fā)展和電池能量的最大化,例如智能手機(jī)應(yīng)用中的最低工作電壓通常更低,例如2.7V。
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 (HEV) 中的啟停系統(tǒng)通過(guò)在怠速期間停止發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)幫助減少燃料消耗和排放,但只要發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng),電池電壓就會(huì)下降。為了在電池電壓下降期間為負(fù)載提供所需的最低電壓,預(yù)升壓轉(zhuǎn)換器廣泛用于汽車中。
任何物聯(lián)網(wǎng)(IOT)設(shè)備的成功取決于其易用性。主要在于,易用性意味著易于連接和控制設(shè)備。但它也是指聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的維護(hù)不足。由于電池需要更換,多久將其關(guān)斷一次?
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,以及消費(fèi)類電子設(shè)備的廣泛使用,對(duì)高效直流電源變換(DC-DC)的研究與應(yīng)用成為日益重要的課題。DC-DC電路以其優(yōu)異的特性,在大多數(shù)消費(fèi)類電子設(shè)備中,替代了線性電源變換線路成為了主要應(yīng)用對(duì)象。
越來(lái)越多的無(wú)人機(jī)應(yīng)用需要高單元數(shù)的電池組來(lái)支持更長(zhǎng)的飛行距離和飛行時(shí)間。例如,考慮工作電壓為 50V 至 60V 的 14 節(jié)串聯(lián)鋰離子 (Li-ion) 電池組架構(gòu)。在為此類系統(tǒng)設(shè)計(jì) DC/DC 電源時(shí),挑戰(zhàn)之一是如何選擇最大輸入電壓額定值。一些工程師在圖 1 中指定為 V M的節(jié)點(diǎn)看到過(guò)大的電壓偏移,但可能不知道它的起源或如何處理它。
近年來(lái),隨著便攜式電子產(chǎn)品的迅速增長(zhǎng),與之配套的電源管理系統(tǒng)也具有越來(lái)越廣泛的市場(chǎng)。而DC-DC轉(zhuǎn)換器具有許多優(yōu)點(diǎn)諸如效率高、重量和體積都很小,因此廣泛應(yīng)用于各種電子系統(tǒng),它是許多電路能否正常工作的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
從基于推車的超聲掃描儀到將圖像直接發(fā)送到智能手機(jī)的便攜式智能探頭,超聲成像領(lǐng)域不斷多樣化。盡管其設(shè)計(jì)在架構(gòu)上存在差異,但每個(gè)超聲系統(tǒng)都需要一個(gè)直流電源,以有效滿足系統(tǒng)的電源需求并避免干擾超聲頻率范圍。在本文中,我將回顧為醫(yī)療超聲系統(tǒng)選擇 DC/DC 降壓穩(wěn)壓器時(shí)的主要設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
為家庭和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的寬帶調(diào)制解調(diào)器、路由器和網(wǎng)關(guān)配備無(wú)線接入點(diǎn) (AP) 功能正在經(jīng)歷爆炸式增長(zhǎng)。圖 1 顯示了這樣的 Wi-Fi? 網(wǎng)絡(luò)。隨著市場(chǎng)的不斷增長(zhǎng),此類設(shè)備中使用的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器必須滿足多項(xiàng)要求。
存儲(chǔ)溫度額定值是用于確定電源模塊可靠性的關(guān)鍵指標(biāo),但該指標(biāo)并不總是像看起來(lái)的那樣。為了確保為您的設(shè)備選擇正確的模塊,您需要確保模塊制造商正在獨(dú)立驗(yàn)證電源模塊中使用的獨(dú)立電感組件。電感器資格測(cè)試在不同公司和數(shù)量之間沒有標(biāo)準(zhǔn)化,數(shù)據(jù)表上出現(xiàn)的額定值可能不一致。在本文中,我將探討 TI 的模塊高溫存儲(chǔ) (HTS) 測(cè)試以及電感器的單獨(dú)測(cè)試。
如今,過(guò)去笨重笨重的設(shè)備變得輕巧便攜。我在個(gè)人電子產(chǎn)品中親眼目睹了這一點(diǎn):手機(jī)曾經(jīng)又重又慢;它們現(xiàn)在纖薄、快速并且電池壽命越來(lái)越長(zhǎng)。
對(duì)于多年來(lái)一直使用帶有外部場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET) 的控制器的有經(jīng)驗(yàn)的電源設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō),或者對(duì)于通常只使用 DC/DC 控制器或 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的任何電源工程師來(lái)說(shuō),這種感覺可能很熟悉。
DC-DC 轉(zhuǎn)換器通常作為恒壓 (CV) 穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)。無(wú)論輸入電壓和負(fù)載電流如何變化,控制回路都會(huì)調(diào)整占空比以保持恒定的輸出電壓。
DAQ:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。如何保證DAQ的數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定可靠,是大家探討的一個(gè)問(wèn)題。
當(dāng)設(shè)計(jì)人員定義系統(tǒng)級(jí)電源時(shí),一個(gè)關(guān)鍵考慮因素必須是添加適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)電路,以確保設(shè)計(jì)不僅有效,而且穩(wěn)健。雖然實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)電壓和電流保護(hù)會(huì)增加您的設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,但您可以通過(guò)結(jié)合小型、經(jīng)濟(jì)高效的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 和簡(jiǎn)單的窗口比較器來(lái)獲得具有最小妥協(xié)和成本的解決方案。
為了獲得良好的布局性能,盡量減少高 di/dt 路徑的環(huán)路面積,盡量減少高 dv/dt 節(jié)點(diǎn)的表面積,并使噪聲敏感的走線遠(yuǎn)離噪聲(高 di/dt 和高 dv/dt)部分電路。
印刷電路板 (PCB) 布局設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)四開關(guān)降壓-升壓穩(wěn)壓器的高性能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。我們討論了放置穩(wěn)壓器電源組件的策略、交流電流環(huán)路設(shè)計(jì)和電流檢測(cè)走線布線。在文章中,我將重點(diǎn)介紹柵極驅(qū)動(dòng)器和返回路徑的最佳布線。
許多與安全相關(guān)的汽車系統(tǒng)都需要滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO) 26262 定義的汽車安全完整性等級(jí) (ASIL)。