近年來(lái),移動(dòng)設(shè)備、可穿戴式設(shè)備、IoT設(shè)備等電池驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備已經(jīng)無(wú)所不在。為了提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)靈活度并滿足確保配置新功能所用空間的小型化要求,就要求這些產(chǎn)品上搭載的元器件的功耗要降低到極限,以實(shí)現(xiàn)小型化并延長(zhǎng)電池使用壽命。 而要延長(zhǎng)電池驅(qū)動(dòng)的續(xù)航時(shí)間,存在著削減設(shè)備功耗和電池能量是否能夠完全用盡的課題。設(shè)備的各種構(gòu)成元器件均在采用各種方法努力削減功耗,對(duì)于直接轉(zhuǎn)換電池能量并供給其他元器件的電源來(lái)說(shuō),努力進(jìn)一步降低其功耗是非常重要的。
如今,大多數(shù)集群都是數(shù)字化的,LCD 和 LED 用于背光(圖 3)。事實(shí)上,如果你只有一個(gè) 3.5 英寸的顯示器,這被認(rèn)為是低端的。趨勢(shì)正在向 7 英寸發(fā)展,而 12 英寸是那些能夠負(fù)擔(dān)得起高端車輛運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然,我們可以通過(guò)操縱方向盤(pán)上的按鈕輕松控制顯示屏。我們可以直接從儀表板查看我們的汽車發(fā)生的一切,從我們正在聽(tīng)的歌曲(包括專輯封面)到車輛診斷,再到周圍區(qū)域的 3-D 表示。
變速和工業(yè)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)工程師需要了解電磁兼容性 (EMC) 抗擾度和電磁干擾 (EMI) 以及隔離安全要求。你知道你的要求嗎?每個(gè)終端設(shè)備設(shè)計(jì)都必須滿足自己的標(biāo)準(zhǔn),以確保產(chǎn)品在所需的終端設(shè)備類別和環(huán)境中合規(guī)且安全使用。
自 2002 年以來(lái),TI 電源管理產(chǎn)品文件夾中的 WEBENCH? Designer 面板在幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員一鍵啟動(dòng) WEBENCH Power Designer 方面發(fā)揮了重要作用,從而根據(jù)我們的要求創(chuàng)建優(yōu)化的設(shè)計(jì)。 2010 年,新面板具有 WEBENCH 優(yōu)化器旋鈕,可根據(jù)面板中的默認(rèn)條件預(yù)覽五個(gè)優(yōu)化的解決方案。今年,新的 WEBENCH 設(shè)計(jì)面板在支持 WEBENCH 的電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)品文件夾中提供了完整 WEBENCH 設(shè)計(jì)的完整預(yù)覽。
我們都知道,我們生活中的新技術(shù)帶來(lái)了巨大的機(jī)遇和可能性,但也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。例如,智能手機(jī)和平板電腦讓我們可以 24/7 全天候訪問(wèn)我們周圍的世界,但也產(chǎn)生了如此依賴,以至于我們可能無(wú)法放下它們。 同樣,芯片級(jí)技術(shù)的進(jìn)步有助于創(chuàng)造無(wú)限機(jī)遇,但也帶來(lái)挑戰(zhàn)。隨著新的、更小的工藝節(jié)點(diǎn)和更低的核心電壓軌,我們看到了更高集成度和更高效率的好處。同時(shí),由于邊角分布和工藝變化,它也帶來(lái)了硅性能變化的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些硅工藝變化,供應(yīng)商正在指定具有更嚴(yán)格公差的電源軌(見(jiàn)表 1)。
好幾年前,當(dāng)我為液晶電視設(shè)計(jì)我的第一個(gè) AC/DC 電源時(shí),我添加了許多額外的保護(hù)電路,以確保電源符合安全和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)定。圖 1 顯示了 那些年前 LCD TV 電源的簡(jiǎn)化框圖。 我應(yīng)用了一個(gè)泄放電阻,以確保電磁干擾濾波器中的 x 電容器在一定時(shí)間內(nèi)放電到對(duì)人體安全的電壓水平,并符合 EN60950 安全標(biāo)準(zhǔn)。在待機(jī)模式下,我應(yīng)用了額外的輔助電源以滿足能源之星的要求。電源還需要外部輸入欠壓保護(hù) (UVP) 和 DC/DC 開(kāi)/關(guān)遲滯電路,以確保在 AC 開(kāi)/關(guān)循環(huán)和其他關(guān)鍵測(cè)試期間的生存。
有效隔離是一種在允許信息和電力傳輸發(fā)生的同時(shí),最大限度地減少兩個(gè)電路之間流動(dòng)的直流和不受控制的瞬態(tài)電流的方法。實(shí)現(xiàn)隔離的集成電路 (IC) 稱為隔離器。
我們是否因系統(tǒng)上出現(xiàn)意外的電壓尖峰或電流浪涌而擔(dān)心系統(tǒng)安全?電流浪涌和電壓尖峰可能是由系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件引起的。來(lái)自軟件的意外命令會(huì)使系統(tǒng)陷入無(wú)限循環(huán),從而導(dǎo)致電源軌上出現(xiàn)電流浪涌或電壓尖峰,并可能損壞設(shè)備。
我使用的大多數(shù)集成電路都對(duì)靜電放電 (ESD) 敏感。盡管我們的工程師非常小心,但要完全消除靜電幾乎是不可能的。半導(dǎo)體制造商增加了芯片保護(hù),以使他們的設(shè)備更能抵抗雜散電場(chǎng)和電流,但他們的數(shù)據(jù)表沒(méi)有明確說(shuō)明保護(hù)措施的確切性質(zhì)。因此,在這篇文章中,我將介紹一些用于 ESD 保護(hù)的更常用方法,以及這些方法對(duì)電路施加的限制。我將以全差分放大器(FDA) 為例。運(yùn)算放大器將使用相同的 ESD 結(jié)構(gòu),但它們只有一個(gè)輸出引腳。
對(duì)于設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō),處理需要從低電壓到高電壓的應(yīng)用程序可能會(huì)非常艱巨。但是,如果我們對(duì)磁學(xué)和電源架構(gòu)有基本的了解,則不必如此。 一些需要從低電壓獲得高電壓的更常見(jiàn)應(yīng)用包括手機(jī)充電器;備用電源;用于電視、顯示器、激光器、復(fù)印機(jī)和隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器等消費(fèi)類應(yīng)用的低成本多電源。
UCC25600 高性能諧振模式控制器專為使用諧振拓?fù)涞?DC-DC 應(yīng)用而設(shè)計(jì),尤其是 LLC 半橋諧振轉(zhuǎn)換器。這種高度集成的控制器僅在一個(gè) 8 引腳封裝中實(shí)現(xiàn)了頻率調(diào)制控制和完整的系統(tǒng)功能。改用 UCC25600 將大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和布局,并縮短上市時(shí)間,而且價(jià)格低于競(jìng)爭(zhēng)性 16 引腳器件產(chǎn)品。
BQ25175 是一款集成式 800mA 線性充電器,適用于 1 節(jié)鋰離子和鋰聚合物電池。該設(shè)備具有為電池充電的單個(gè)電源輸出。系統(tǒng)負(fù)載可以與電池并聯(lián),只要平均系統(tǒng)負(fù)載不會(huì)阻止電池在安全定時(shí)器持續(xù)時(shí)間內(nèi)完全充電。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載與電池并聯(lián)時(shí),充電電流在系統(tǒng)和電池之間共享。
MP2855是一款雙環(huán)路數(shù)字多相控制器,可為AMD SVI2 2.0平臺(tái)內(nèi)核供電。該器件可以配合 MPS 的 Intelli-Phase? 產(chǎn)品,以最少的外部元器件實(shí)現(xiàn)多相電壓調(diào)節(jié)器 (VR) 解決方案。MP2855可配置為軌1最多9相操作和軌2最多4相操作。
隨著全球伺服器及資料中心用量持續(xù)成長(zhǎng),滿足穩(wěn)定高效的電源供應(yīng)需求,已成為支援耗電量上升的必要條件。用電量快速增加的原因在于,目前需要越來(lái)越多的整合式中央處理器、圖形處理器及加速器,以提升伺服器和資料中心的計(jì)算速度。提升應(yīng)用效益的做法推動(dòng)了電源單位(PSU) 演進(jìn)發(fā)展,提供高功率效率、快速暫態(tài)響應(yīng)、高功率密度及更大的電源容量。
現(xiàn)代降壓轉(zhuǎn)換器的多功能讓工作能夠輕易地被完成,而且就像某位高譚市民的「萬(wàn)能腰帶」一樣,這些功能的配置與布局在設(shè)計(jì)時(shí)也考慮了其空間與靈活性。不管你有沒(méi)有像蝙蝠俠一樣的酷炫披風(fēng),只要能快速啟動(dòng)這些功能,就能不費(fèi)九牛二虎之力,輕松解決設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)。