氮化鎵(GaN)基功率半導(dǎo)體在功率轉(zhuǎn)換方面具有許多優(yōu)勢。它們在許多應(yīng)用中的使用不斷增加,例如移動設(shè)備的電源適配器和數(shù)據(jù)中心的電源。橫向高電子遷移率晶體管 (HEMT) 是應(yīng)用最廣泛的 GaN 器件。該器件的退化機制已被廣泛研究并被納入可靠性測試標(biāo)準(zhǔn)。
碳化硅 (SiC) MOSFET 因其技術(shù)固有的特性(例如高電壓能力、較低的導(dǎo)通電阻、耐高溫操作以及相對于硅更高的功率密度)而越來越受到電源系統(tǒng)設(shè)計人員的歡迎。因此,基于 SiC 的轉(zhuǎn)換器和逆變器是電池供電車輛 (BEV)、可再生能源以及需要最高效率的所有其他應(yīng)用的最佳選擇。
電源是任何電子設(shè)備的重要組成部分。 Texas Instruments 的 TPS54302 是一款微型 SOT23-6、高效、5ms 內(nèi)部軟啟動、3A 同步、集成 40mR MOSFET 降壓轉(zhuǎn)換器芯片,具有 4.5V 至 28V 的寬輸入電壓范圍,無續(xù)流二極管和低 EMI 值。這些功能使 TPS54302 成為設(shè)計可調(diào)電源和各種應(yīng)用的絕佳選擇。
所有降壓轉(zhuǎn)換器的輸入端都需要電容器。實際上,在完美的世界中,如果電源具有零輸出阻抗和無限電流容量,并且走線具有零電阻或電感,則不需要輸入電容器。但由于這種可能性極小,因此最好假設(shè)您的降壓轉(zhuǎn)換器需要輸入電容器。
在隔離電源中,光耦合器將反饋信號傳遞到隔離邊界。光耦合器包含發(fā)光二極管 (LED) 和光電檢測器。流經(jīng) LED 的電流會導(dǎo)致流經(jīng)光電檢測器的電流成比例。電流傳輸比 (CTR) 是從 LED 到光電檢測器的電流增益,通常具有非常寬的容差。當(dāng)您設(shè)計隔離反饋網(wǎng)絡(luò)時,必須考慮光耦合器和決定大信號增益的所有其他組件的容差。忽視此任務(wù)很容易導(dǎo)致產(chǎn)品投入生產(chǎn)后退貨。
近年來,電力電子應(yīng)用中越來越多地從硅轉(zhuǎn)向碳化硅 (SiC) 和氮化鎵 (GaN)。在過去的十年中,后者已被委托給SiC和GaN半導(dǎo)體,這無疑為電氣化和強勁的未來鋪平了道路。由于其固有特性,寬帶隙半導(dǎo)體在許多電力應(yīng)用中正在逐步取代傳統(tǒng)的硅基器件。硅現(xiàn)在已經(jīng)風(fēng)光無限,其應(yīng)用的可靠性一直非常高?,F(xiàn)在,有必要驗證這兩種新型半導(dǎo)體從長遠來看是否可以提供相同的安全前景,以及它們在未來是否對設(shè)計人員來說是可靠的。
在連接方面,寬帶隙半導(dǎo)體比傳統(tǒng)硅器件具有顯著優(yōu)勢,使其成為先進電信環(huán)境中應(yīng)用的理想選擇。隨著時間的推移,碳化硅和氮化鎵的重要性在這些材料的固有技術(shù)特性以及能源效率和熱管理方面的優(yōu)勢的支持下,5G 基礎(chǔ)設(shè)施的需求不斷增長。與前幾代電信相比,向 5G 網(wǎng)絡(luò)的過渡代表著范式的轉(zhuǎn)變。 5G 網(wǎng)絡(luò)有望顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速度、減少延遲并能夠支持無數(shù)同時連接的設(shè)備。然而,這些功能需要能夠在苛刻的操作條件下運行的高效基礎(chǔ)設(shè)施。
在快速發(fā)展的電力電子領(lǐng)域,熱管理已成為確保設(shè)備可靠性、效率和壽命的關(guān)鍵因素。這對于電動汽車等能源密集型行業(yè)尤其重要,其中碳化硅(SiC) 和氮化鎵 (GaN) 電子電路解決方案(例如逆變器、轉(zhuǎn)換器和充電電路)正在徹底改變這一領(lǐng)域。
半橋串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器可實現(xiàn) 100 W 以上轉(zhuǎn)換器的高效率和高功率密度。最常見的諧振拓?fù)?圖 1)是由串聯(lián)磁化電感器組成的諧振回路;諧振電感;和一個電容器(縮寫為 LLC)。參數(shù)值的選擇決定了諧振回路增益曲線的形狀,這會影響諧振轉(zhuǎn)換器在系統(tǒng)中的性能。
變壓器衍生的拓?fù)?例如反激式)允許電源通過向變壓器添加次級繞組來輕松創(chuàng)建多個輸出電壓。這就造成了您必須選擇要調(diào)節(jié)的輸出電壓的情況,這并不總是那么容易。它可能是具有最高功率的輸出,或者是需要嚴(yán)格調(diào)節(jié)的低壓輸出。
每一代新服務(wù)器都需要更高的計算能力和效率,同時也增加了功耗要求。確保服務(wù)器滿足市場需求的關(guān)鍵方面之一是了解微處理器的電源對整個服務(wù)器的動態(tài)響應(yīng)和效率的影響。這使得工程師能夠配置電源以獲得最佳性能。
各種應(yīng)用中不斷提高系統(tǒng)效率和功率密度的趨勢導(dǎo)致了更高的直流系統(tǒng)電壓。然而,傳統(tǒng)的電路保護解決方案不足以有效保護這些高壓配電系統(tǒng),同時保持高可靠性和安全性。
LTC3110 雙向降壓-升壓型 DC/DC 穩(wěn)壓器在存在總線電壓(例如 3.3V)時對超級電容器進行充電和平衡,并在總線發(fā)生故障時將超級電容器放電到負(fù)載中。即使超級電容器電壓高于或低于標(biāo)稱總線電壓,LTC3110 也能維持總線的標(biāo)稱電平。通過這種方式支持負(fù)載,可以在電源中斷期間進行數(shù)據(jù)備份和保留,這對于各種工業(yè)和汽車應(yīng)用都很重要。
為了增加壓電蜂鳴器或超聲波換能器的聲輸出,已經(jīng)提出了許多不同的想法。其中大多數(shù)涉及相當(dāng)復(fù)雜的電路,從而增加了解決方案的總成本;例如將低壓邏輯電源升壓到更高的電壓或使用H橋拓?fù)洹?/p>
機器人在制造和倉儲設(shè)施中越來越普遍。工廠正在擴大移動機器人的使用,以幫助在無需人工干預(yù)的情況下自動將物品從 A 點移動到 B 點,同時還擴大協(xié)作機器人的使用,以提高工作效率并減少工人的疲勞。電流傳感在移動機器人和協(xié)作機器人中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,有助于實現(xiàn)這些優(yōu)勢。