在當(dāng)前的全球能源危機中,重點是效率,電子產(chǎn)品正面臨著在提供高性能的同時降低功耗的艱巨挑戰(zhàn)。由于這場危機,世界各地的各種政府機構(gòu)已經(jīng)或正在尋求提高其各自規(guī)格中眾多產(chǎn)品的效率標準。使用傳統(tǒng)的硬開關(guān)轉(zhuǎn)換器將難以滿足這些效率規(guī)范。電源設(shè)計人員將需要考慮軟開關(guān)拓撲以提高效率并允許更高頻率的操作。
如果您使用過或查看過電池系統(tǒng),您很可能聽說過電池管理系統(tǒng)或 BMS。那么,如果它們都做同樣的事情,為什么 BMS 價格從 10 美元到幾千美元不等呢?一個適當(dāng)?shù)念惐仁菃枮槭裁礄C動運輸系統(tǒng)的價格差異如此之大,在這一范圍的一端是機動滑板,另一端是運輸卡車。讓我們仔細看看這個類比如何在電池管理系統(tǒng)中發(fā)揮作用。
使用本設(shè)計實例中描述的快速動態(tài)負載來測試電力系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)可以揭示許多關(guān)鍵的運行特性??焖匐娏麟A躍導(dǎo)致的電壓偏差可以提供對穩(wěn)壓器相位裕度的深入了解。此外,對于距離負載點有一定距離的電源,瞬態(tài)測試可以幫助確定有效的串聯(lián)互連電感、并聯(lián)電容和 ESR。雖然商業(yè)電源的相位裕度通常由供應(yīng)商驗證,但添加遠程感應(yīng)通常會破壞電源的穩(wěn)定性。互連電感和負載電容會在調(diào)節(jié)器控制回路反饋中引入額外的相移,從而影響穩(wěn)定性。
EPAD MOSFET 是一種有源器件,可在大量設(shè)計中用作基本電路元件。有許多電路可以利用它們。使用這些 EPAD MOSFET 器件的潛在設(shè)計和用途的數(shù)量僅受設(shè)計人員的需求和想象力的限制。
輸出短路保護固定頻率折返,折返工作頻率高,輸出短路保護效果會降低;折返工作頻率低,系統(tǒng)甚至進入到非連續(xù)工作模式,雖然保護效果好,但有可能導(dǎo)致輸出短路消除后輸出電壓無法恢復(fù)正常。如圖1所示,輸入24V、輸出12V的 DCDC變換器,輸出短路時,固定折返頻率為正常工作頻率的1/16,系統(tǒng)進入到非連續(xù)工作模式。
為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用選擇電子元件的兩個關(guān)鍵標準是功率預(yù)算和性能。自從電子產(chǎn)品問世以來,就一直在這兩者之間進行權(quán)衡——要么獲得最佳功耗,要么獲得最高性能。根據(jù)應(yīng)用程序,系統(tǒng)架構(gòu)師對系統(tǒng)中的不同組件有不同的要求。例如,系統(tǒng)可能需要高性能控制器但低功耗存儲器。一個典型的案例是可穿戴設(shè)備,其中控制器需要功能強大,但由于 SRAM 用作暫存器,因此預(yù)計它具有盡可能低的功耗。
盡管輸出電壓隨負載的變化在美學(xué)上令人不快,但該模型相對于前一個模型的優(yōu)勢是巨大的。它包含相同限制之間的輸出電壓,具有幾乎兩倍的 ESR,并且當(dāng)我們將它們與允許的偏差進行比較時,誤差源和紋波電壓會變小,這通常是這種情況。將近兩倍的 ESR 意味著輸出電容器的數(shù)量幾乎減少了一半,從而大大降低了成本和尺寸。剩下的問題是:我們?nèi)绾卧O(shè)計電源以具有此特性?
開關(guān)電源通常具有嚴格的靜態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)范。使用廣泛可用的精密基準,我們無需任何初始調(diào)整即可在工作溫度范圍內(nèi)輕松實現(xiàn) ±1% 的精度。我們還必須處理電源的動態(tài)調(diào)節(jié)規(guī)范,制造商通常將其指定為瞬態(tài)負載的最大允許偏差,該瞬態(tài)負載具有規(guī)定的電流階躍和規(guī)定的最大允許壓擺率。這些規(guī)格以及恢復(fù)時間定義了瞬態(tài)后輸出電壓需要多長時間才能恢復(fù)到靜態(tài)限制范圍內(nèi)。
在閾值電壓或低于閾值電壓時,EPAD MOSFET 在稱為亞閾值區(qū)域的工作區(qū)域中表現(xiàn)出關(guān)斷特性。這是 EPAD MOSFET 傳導(dǎo)通道根據(jù)施加的柵極電壓快速關(guān)閉的區(qū)域。由柵電極上的柵電壓引起的溝道呈指數(shù)下降,因此導(dǎo)致漏極電流呈指數(shù)下降。然而,通道不會隨著柵極電壓的降低而突然關(guān)閉,而是以每十倍電流下降約 110 mV 的固定速率下降。
ALD1148xx/ALD1149xx 產(chǎn)品是耗盡型 EPAD MOSFET,當(dāng)柵極偏置電壓為 0.0V 時,它們是常開器件。耗盡模式閾值電壓處于 MOSFET 器件關(guān)斷的負電壓。提供負閾值,例如 –0.40V、-1.30V 和 –3.50V。在沒有電源電壓且 Vgs = 0.0V 的情況下,這些 EPAD MOSFET 器件已經(jīng)開啟,并且在源極和漏極端子之間表現(xiàn)出受控的導(dǎo)通電阻。
尋求在電路設(shè)計中實現(xiàn)更低的工作電壓和更低的功耗水平是一種趨勢,這給電氣工程師帶來了艱巨的挑戰(zhàn),因為他們遇到了基本半導(dǎo)體器件特性對他們施加的限制。長期以來,工程師們一直將這些特性視為基本特性,并可能阻止他們最大限度地擴大可用電壓范圍,否則會使新電路取得成功。
所以,我想說這個概念是完全可擴展的。因此,我們可以為低功率制作非常高的 RDS (on) 部件,或為高功率制作非常低的 RDS (on) 部件。通過簡單地重塑設(shè)計,它可以擴展到低電壓,但這個概念是成立的。這就是我們基本上認為我們已經(jīng)實現(xiàn)了最初目標的方式。
如今,無論生活亦或是工作環(huán)境中都充斥著大量不同頻率的電磁場,各個電子、電氣設(shè)備在同一空間中同時工作時,總會在它周圍產(chǎn)生一定強度的電磁場,比如電視發(fā)射臺、固定或移動式無線電發(fā)射臺以及各種工業(yè)輻射源產(chǎn)生的電磁場。
羅德與施瓦茨宣布進入源測量單元 (SMU) 市場,推出兩款新儀器,用于分析和優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應(yīng)用和半導(dǎo)體元件測試的電池壽命測試。
汽車電氣化正在興起,隨著世界各國政府試圖實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標,它可能會繼續(xù)增長。本文摘錄了與恩智浦半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁兼高級模擬業(yè)務(wù)線總經(jīng)理 Jens Hinrichsen 就汽車電氣化的各個方面的對話——從技術(shù)方面,包括電池管理,到增長的挑戰(zhàn),包括解決范圍焦慮等因素,這是一種常見的消費者猶豫。