晶體管可能有多種狀態(tài),通常是飽和、截止、有效和反向。晶體管具有由直流偏置定義的工作點(diǎn)或靜態(tài)點(diǎn)。只要工作點(diǎn)落在特定的工作區(qū)域內(nèi),晶體管就會(huì)按照該特定狀態(tài)中定義的方式執(zhí)行。但如果工作點(diǎn)跨入另一個(gè)區(qū)域,晶體管的操作就會(huì)發(fā)生變化。
對于交流電源供電的設(shè)備,通常的做法是使用集成到連接器或作為底盤安裝部件安裝的模塊化交流線路濾波器,特別是在工業(yè)、醫(yī)療保健和 ITE 等專業(yè)環(huán)境中。該設(shè)備通常包括嵌入式交流-直流轉(zhuǎn)換器或電源,也可能安裝在底盤上,有時(shí)也可能安裝在機(jī)架或 PCB 上。在每種情況下,電源作為獨(dú)立部件始終會(huì)滿足輻射的法定要求,通常是針對傳導(dǎo)和輻射干擾的 EN55011/EN55032。但額外的過濾可能仍然是必要的。
由于 SiC MOSFET 尺寸緊湊、效率更高,并且在高功率應(yīng)用中具有卓越的性能,因此目前正在開關(guān)應(yīng)用中取代 Si 器件。 SiC 器件可實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)時(shí)間,從而顯著降低開關(guān)損耗。這些優(yōu)勢源于 SiC 器件獨(dú)特的電氣和材料特性——MOSFET 體二極管結(jié)構(gòu)固有的快速反向恢復(fù),這削弱了 SiC MOSFET 的優(yōu)勢。在快速反向恢復(fù)事件期間,設(shè)備可能會(huì)經(jīng)歷較大的電壓尖峰,從而給設(shè)備和整個(gè)系統(tǒng)帶來風(fēng)險(xiǎn)。其他設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)包括增加的電磁干擾 (EMI) 和意外故障,例如假柵極事件或寄生導(dǎo)通 。幸運(yùn)的是,您可以減輕這些影響,從而優(yōu)化系統(tǒng)性能。
在高壓電源設(shè)計(jì)中,出于安全考慮,需要將高壓輸入與低壓輸出隔離。設(shè)計(jì)人員通常在變壓器中使用磁隔離來進(jìn)行功率傳輸,而光耦合器則為信號(hào)反饋提供光隔離。
盡管PCB 設(shè)計(jì)過程令人著迷且具有挑戰(zhàn)性,但采取一切必要的預(yù)防措施以確保電路正常運(yùn)行非常重要,尤其是在處理高功率 PCB 時(shí)。隨著電子設(shè)備的尺寸不斷縮小,必須充分考慮電源和熱管理等設(shè)計(jì)方面。本文將介紹一些設(shè)計(jì)人員可以遵循的指南來設(shè)計(jì)適合支持高功率應(yīng)用的 PCB。
我們正處于一個(gè)被無處不在的數(shù)據(jù)及高耗電應(yīng)用所驅(qū)動(dòng)的信息計(jì)算世界中,使得電源管理成為了不同系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和軟件所面臨多方面挑戰(zhàn)中的不可忽視的一環(huán)。
從歷史上看,汽車電子設(shè)備一直由用于啟動(dòng)車輛的 12V 鉛酸電池供電。即使在發(fā)電機(jī)運(yùn)行且電池電纜斷開時(shí)可能出現(xiàn)高達(dá) 42 V 的浪涌,電壓仍保持在低于 60 V DC 的安全超低電壓 (SELV) 范圍內(nèi)。因此,無需擔(dān)心 PCB 導(dǎo)電跡線的間距,以避免汽車電路中的電擊危險(xiǎn)。
電源變壓器通常是隔離開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中共模噪聲的主要來源。為什么?因?yàn)樵谧儔浩鲀?nèi)部,隔離柵初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)的繞組非常接近(通常間隔小于 1 毫米),導(dǎo)致相鄰繞組之間存在顯著的寄生電容。
在現(xiàn)代電子設(shè)備中,反激電源因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉和易于設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。然而,反激電源在工作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的電磁干擾(EMI),這不僅會(huì)影響設(shè)備自身的性能,還可能對周圍的電子設(shè)備造成干擾,甚至破壞。因此,如何有效抑制反激電源的EMI,成為了電子工程師們亟待解決的重要課題。
隨著電子設(shè)備對在更小的封裝中進(jìn)行更多處理的需求不斷增長,當(dāng)今任何電源的首要任務(wù)都是功率密度。最流行的隔離式電源拓?fù)涫欠醇な?,但傳統(tǒng)反激式的漏電和開關(guān)損耗限制了開關(guān)頻率并阻礙了實(shí)現(xiàn)小解決方案尺寸的能力。幸運(yùn)的是,有新的方法可以優(yōu)化反激式拓?fù)?,以產(chǎn)生更高的效率,即使以更高的頻率進(jìn)行開關(guān)也是如此。
在電源轉(zhuǎn)換器中,輸入電容器通過感應(yīng)電纜饋送到電源。首次插入系統(tǒng)時(shí),寄生電感會(huì)導(dǎo)致輸入電壓的振鈴幾乎達(dá)到其直流值的兩倍(也稱為熱插拔)。電源轉(zhuǎn)換器輸入阻尼不足和缺乏浪涌控制可能會(huì)損壞轉(zhuǎn)換器。
在現(xiàn)代電子與電力系統(tǒng)中,超級(jí)電容作為一種高性能的儲(chǔ)能元件,因其高功率密度、長循環(huán)壽命和快速充放電能力而備受青睞。特別是在需要快速響應(yīng)和高能量脈沖的應(yīng)用中,如航空電子設(shè)備、電動(dòng)汽車輔助系統(tǒng)以及瞬時(shí)功率補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域,超級(jí)電容的作用尤為突出。然而,如何可靠穩(wěn)定地控制機(jī)上電源直接給超級(jí)電容充電,是一個(gè)需要細(xì)致考量的問題。
在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,電源管理是關(guān)鍵的一環(huán),它直接關(guān)系到系統(tǒng)的性能、穩(wěn)定性和效率。其中,降壓(Buck)與升壓(Boost)模式是電源管理中的兩種基本轉(zhuǎn)換模式,廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。
隨著現(xiàn)代工業(yè)和汽車系統(tǒng)的快速發(fā)展,對電源管理的要求日益嚴(yán)格。陶瓷電容器,尤其是多層陶瓷電容器(MLCC),在電源管理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而,隨著汽車、工業(yè)、數(shù)據(jù)中心和電信行業(yè)對電源需求的不斷增加,陶瓷電容器的價(jià)格在過去幾年中急劇上漲。
在電子工程中,正負(fù)電源是基礎(chǔ)且關(guān)鍵的概念,它們在許多電子設(shè)備中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。同時(shí),雙向可控硅(Triac)作為一種常用的電力電子器件,其觸發(fā)條件與電源的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。