對(duì)于許多類型的電子設(shè)備,聯(lián)邦通信委員會(huì)只要求第 15 部分認(rèn)證。對(duì)于屬于第 15 部分規(guī)則和法規(guī)部分的設(shè)備,如果有任何時(shí)鐘電路可能會(huì)輻射可能會(huì)導(dǎo)致其他設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的射頻,則會(huì)檢查發(fā)射。敏感性(即設(shè)備是否可能受到干擾 而不是干擾)也檢查到標(biāo)稱 5 伏/米的場(chǎng)強(qiáng)。
我們將在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路和開關(guān)穩(wěn)壓器中看到的一種非常常見的結(jié)構(gòu)使用兩個(gè)功率 FET,一個(gè)堆疊在另一個(gè)之上。在操作中,上下 FET 輪流導(dǎo)通。首先,上部 FET 開啟,下部 FET 關(guān)閉。然后他們切換狀態(tài)。
我們都知道開關(guān)電源是很奇妙的東西。它們消除了線性電源中使用的笨重變壓器,并提供高效的電源轉(zhuǎn)換。他們可以上臺(tái)或下臺(tái)。如果輸入電源降得太低,有些甚至足夠聰明,可以處理這兩種功能。而且它們變得易于使用:選擇具有正確輸入電壓、輸出電壓和電流規(guī)格的芯片;添加一個(gè)便宜的電感器,可能還有一個(gè)或兩個(gè)分立的 FET;把它放在一塊板上——完成。
電機(jī)應(yīng)用呈上升趨勢(shì),過(guò)去十年中功率 MOSFET 器件的成本顯著降低,特別是用于低壓(小于 100 伏)電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng) IC 以及微控制器,簡(jiǎn)化了實(shí)施離散設(shè)計(jì)。以下是您需要了解的基礎(chǔ)知識(shí),以便讓經(jīng)濟(jì)高效的高性能有刷直流、無(wú)刷直流、開關(guān)磁阻和步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)為您工作。
靜電可能是導(dǎo)致模擬和數(shù)字電路無(wú)法使用的因素之一。當(dāng)不同的材料相互摩擦導(dǎo)致電荷在物體表面積聚時(shí),通常會(huì)發(fā)生靜電。當(dāng)它向物體放電時(shí),這稱為靜電放電 (ESD)。
開關(guān)穩(wěn)壓器使用輸出級(jí),重復(fù)切換“開”和“關(guān)”狀態(tài),與能量存貯部件(電容器和感應(yīng)器)一起產(chǎn)生輸出電壓。它的調(diào)整是通過(guò)根據(jù)輸出電壓的反饋樣本來(lái)調(diào)整切換定時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
在進(jìn)行高溫/高可靠性設(shè)計(jì)時(shí),必須閱讀和理解的不僅僅是數(shù)據(jù)表。不能只看片材就認(rèn)為該部件適用于例如 125°C 的應(yīng)用。許多軍用規(guī)格零件在環(huán)境條件下的大部分測(cè)試中僅能通過(guò) 1,000 小時(shí)的測(cè)試。如果設(shè)備必須持續(xù)使用 5,000 小時(shí)、10,000 小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間,這可能會(huì)帶來(lái)很多驚喜。
為滿足汽車應(yīng)用的苛刻性能和惡劣環(huán)境條件,組件制造商開發(fā)了專業(yè)級(jí)鉭電容器,以確保長(zhǎng)期的電氣性能穩(wěn)定性。專業(yè)的鉭技術(shù)滿足了汽車行業(yè)對(duì)在電氣和機(jī)械應(yīng)力下保持高性能標(biāo)準(zhǔn)的堅(jiān)固電容器的需求。已經(jīng)進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn),加強(qiáng)了電容器的結(jié)構(gòu),并使其在各種應(yīng)用中具有更強(qiáng)大的性能。
京瓷 AVX 推出了配備該公司 FLEXITERM 軟端接技術(shù)的汽車級(jí)多層壓敏電阻 (MLV),該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于數(shù)個(gè)汽車級(jí)多層陶瓷電容器 (MLCC) 上超過(guò) 15 年。與汽車引擎蓋下應(yīng)用(例如直接連接到電池導(dǎo)軌的發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器)中的競(jìng)爭(zhēng)解決方案相比,F(xiàn)LEXITERM 軟端接技術(shù)提高了可靠性以及機(jī)械和熱機(jī)械性能。
雖然電容器版本沒有太大變化,但現(xiàn)在有許多新的電源應(yīng)用,例如替代能源、電動(dòng)汽車 (EV)、儲(chǔ)能等。本文將比較各種技術(shù)并考慮一些使用示例。
鋁電解電容器的保養(yǎng)和饋電的一個(gè)重要因素是清潔。橡膠端封對(duì)氯化或石油基清潔溶劑特別敏感。這不像 30 年前使用氟利昂基脫脂劑清潔電路板時(shí)那樣嚴(yán)重,但如果您不小心,在補(bǔ)漆或返工期間仍然可能出現(xiàn)問(wèn)題。最糟糕的是,污染導(dǎo)致的故障不會(huì)立即出現(xiàn),而是在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)。適當(dāng)使用水和異丙醇是公認(rèn)的清潔溶劑。與往常一樣,請(qǐng)遵循電容器制造商的建議。
鋁電解類型是需要非常大電容值的首選組件。它們?cè)趲缀跛薪^對(duì)尺寸不是首要設(shè)計(jì)因素的電子設(shè)備中無(wú)處不在。鋁電解類型具有數(shù)百伏量級(jí)的大額定電壓和數(shù)千微法量級(jí)的巨大電容值。有專門品種的“超級(jí)電容器”,其電容值超過(guò)整法拉,這些主要用作電池替代品,而不是大容量去耦。
陶瓷電容器沒有固有的磨損機(jī)制,高介電 2 類電容器 (X7R) 在使用過(guò)程中會(huì)由于施加電壓和老化而損失超過(guò) 85% 的電容,但即便如此,它們也不會(huì)發(fā)生災(zāi)難性的故障。陶瓷電容器非常有用,除非需要大于微法拉區(qū)域的值,因此對(duì)于體去耦應(yīng)用,需要其他類型。在這里,我們看看替代方案。
現(xiàn)在,在許多使用電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用中,該技術(shù)需要不同的速度。變速驅(qū)動(dòng)器(VSD)在電機(jī)工業(yè)應(yīng)用中的驅(qū)動(dòng)效率方面發(fā)揮著重要作用,無(wú)論是在設(shè)計(jì)階段還是在車間。
我們提到一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是電源轉(zhuǎn)換器或逆變器的直流總線上的電容器,提供“穿越”或“保持”的需求是選擇鋁電解電容器或薄膜電容器類型的一個(gè)差異化因素。舉個(gè)例子,看看每種類型是如何適合的,也許很有啟發(fā)性。采用具有功率因數(shù)校正前端的 90% 效率、1kW 離線 AC-DC 轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部直流母線以 400VDC 標(biāo)稱工作,在轉(zhuǎn)換器停止調(diào)節(jié)之前降至 300VDC。