碳化硅和氮化鎵技術(shù)在過去幾年中取得了巨大的發(fā)展,被證明是商業(yè)上可用的節(jié)能技術(shù)。來自領(lǐng)先半導體公司、大學和機構(gòu)的講師解釋了寬帶隙半導體如何實現(xiàn)清潔能源制造、高科技、創(chuàng)造就業(yè)和節(jié)能。
今天的汽車電池必須做的不僅僅是啟動汽車并在旅途中保持收音機開啟。在過去 10 年中,汽車功能和電子產(chǎn)品所需的電量翻了一番,預(yù)計未來五年還會再次增加。12V 電池負責為從加熱座椅和娛樂系統(tǒng)到行人檢測系統(tǒng)等尖端安全功能的所有設(shè)備供電,并在旅途中維持汽車的電網(wǎng)。
未來十年對地球的生存至關(guān)重要。轉(zhuǎn)向綠色能源比以往任何時候都更加重要。 減緩和適應(yīng)氣候變化是本世紀最重要的兩個挑戰(zhàn)。這些問題的癥結(jié)在于能源困境,或者更具體地說,是能源使用總量和對化石燃料的依賴。為了應(yīng)對全球變暖,全球必須更有效地利用能源,依靠可再生能源進行運輸、供暖和制冷。
基礎(chǔ)設(shè)施是我們必須面對的下一個挑戰(zhàn)。讓我們想想電網(wǎng)以及我們的電動汽車對更多充電站/智能電網(wǎng)的需求。繼電動汽車技術(shù)之后,充電站技術(shù)必須更進一步、更快速地發(fā)展。你覺得呢?你有沒有什么想法?
得益于動力電池的電力驅(qū)動,使電動汽車得以擺脫對化石燃料的必然依賴。而電的來源途徑則是多元化的,除火力發(fā)電、水力發(fā)電外,還有太陽能、風能、核能等等諸多新能源發(fā)電途徑。所以可以認為,電動汽車解決了燃油車所面臨的化石能源不可再生性、不可持續(xù)性的問題。
我們對現(xiàn)代技術(shù)的依賴既是福音,也是障礙。技術(shù)進步越多,我們使用的越多,我們的能源消耗就越大。即便如此,技術(shù)可以幫助提高效率,包括允許組織減少能源使用。
如前幾篇文章所述,大電流流經(jīng)電纜和高截面連接。需要能夠承受高電流強度而不會損壞自身或在極高溫度下運行的特殊電子元件,以便切換、控制或轉(zhuǎn)移該電流。電力電子元件是靜態(tài)半導體器件,可以控制微弱的控制信號以產(chǎn)生高輸出功率。
通常,設(shè)計人員只關(guān)注電源組件和最大化使用能量的最佳技術(shù)。但是他們忘記了研究最好的 PCB 解決方案及其相關(guān)的最佳電子元件布置。最近,項目已經(jīng)基于采用能夠承受大工作功率的高度集成的組件。高電流和電壓的管理需要非常復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)。印刷電路板是熱量必須通過的第一個障礙,它們需要以最佳方式進行設(shè)計。
在深入電力電子領(lǐng)域之前,我們將在電力電子課程的第三部分討論一個關(guān)鍵主題。電纜、電線、PCB和板用于識別能量傳輸系統(tǒng),這些系統(tǒng)始終需要正確計算和確定尺寸。 設(shè)計人員必須從支撐和布線系統(tǒng)開始創(chuàng)建自己的電路。使用強大的電源組件構(gòu)建的解決方案,但連接結(jié)構(gòu)和電線的結(jié)構(gòu)很差,很快就會失效。
電力電子的概念已經(jīng)發(fā)展,如今它與與電力轉(zhuǎn)換、其控制和相對效率相關(guān)的技術(shù)相關(guān)聯(lián)。該部門還與適合能源轉(zhuǎn)換的所有電氣和電子系統(tǒng)密切相關(guān)。在電力電子中進行的電路研究主要集中在效率上。能源是一種非常寶貴的資源,必須以盡可能最便宜的方式使用。正是由于這個原因,必須盡量減少電子設(shè)備中的散熱和功率損耗。
提到“切換電源”,前兩個本能的相關(guān)反應(yīng)是術(shù)語“高效”和“嘈雜”。相反,如果說“LDO”(低壓差穩(wěn)壓器),則會使用相反的描述性術(shù)語:“低效”和“安靜”。不可否認,這些陳詞濫調(diào)是真實的,但要小心并確認它們:就像大多數(shù)陳詞濫調(diào)一樣,在某些條件和情況下也有例外。
電磁干擾 (EMI) 是我們生活的一部分,無論是否是工程師。電子解決方案的普及是一件好事,因為電子設(shè)備為我們的生活帶來了舒適、安全和健康。然而,所有這些好東西繼續(xù)使我們的傳輸空間變得混亂。對這種干擾的最佳防御是通過專門設(shè)計用于阻止干擾的解決方案將這個問題扼殺在萌芽狀態(tài)。本博客展示了如何量化和快速解決傳感器電路中的 EMI 問題。
電磁干擾 (EMI) 及其對組件、電路和系統(tǒng)的影響是許多設(shè)計的一個嚴重問題。它可能導致暫時性故障、不穩(wěn)定的性能、間歇性問題、系統(tǒng)故障、組件退化和硬故障。EMI 是許多應(yīng)用中普遍存在的問題,尤其是工業(yè)和汽車設(shè)計,并且有各種行業(yè)和監(jiān)管標準來確保最終產(chǎn)品必須滿足的 EMI 抗性。
對于大多數(shù)電子電路的設(shè)計人員來說,噪聲是一個無所不在的挑戰(zhàn),對模擬電路來說尤其如此。當然,我們可以從相反的角度看待它并提出相反的觀點:沒有噪音,許多設(shè)計將更容易實現(xiàn),并且需要更少的經(jīng)驗豐富、熟練的工程師(所以也許工程師應(yīng)該停止抱怨它?)。
音頻放大器產(chǎn)品在產(chǎn)品外觀、風格、系統(tǒng)控制和音質(zhì)方面越來越先進。經(jīng)驗豐富的電子工程師在他們的音頻放大器設(shè)計中使用了不同類型的電路。