半橋串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器可實(shí)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(gè)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(huì)影響諧振轉(zhuǎn)換器在系統(tǒng)中的性能。
2024年11月13日 – 專注于推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新的知名新品引入 (NPI) 代理商?貿(mào)澤電子 (Mouser Electronics) 宣布與Analog Devices, Inc. (ADI) 聯(lián)手推出一本新電子書,重點(diǎn)介紹優(yōu)化電源系統(tǒng)的基本策略。在《Powering the Future: Advanced Power Solutions for Efficiency and Robustness》(面向未來的供電:兼顧效率與穩(wěn)健性的先進(jìn)電源解決方案)這本電子書中,ADI和貿(mào)澤的主題專家對(duì)電源系統(tǒng)中的重要組件、架構(gòu)和應(yīng)用進(jìn)行了深入分析。
電源效率對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的成功至關(guān)重要。設(shè)備的效率越高,其功能壽命就越長(zhǎng),用戶體驗(yàn)就越好。您是否在組織中實(shí)施了物聯(lián)網(wǎng)解決方案,以提高物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備的能源效率?本文重點(diǎn)介紹了您應(yīng)該考慮的15個(gè)關(guān)鍵因素。
電力供應(yīng)效率是許多小型設(shè)計(jì)選擇的產(chǎn)物.雖然這可能使優(yōu)化變得棘手,但這意味著有多種改進(jìn)機(jī)會(huì)。這里有七種這樣的方法,你可以用來設(shè)計(jì)更有效的電源。
反激電源是一種電力轉(zhuǎn)換電路,能夠?qū)⒅绷麟妷恨D(zhuǎn)換成所需的交流電壓并為負(fù)載供電。反激電源使用反激高頻變壓器實(shí)現(xiàn)輸入輸出回路的隔離,因此得名。當(dāng)開關(guān)管接通時(shí),能量?jī)?chǔ)存到電感中;當(dāng)開關(guān)管斷開時(shí),電感中的電流不能迅速消失,致使輸出端的電壓升高,從而形成所需的輸出電壓。反激電源具有很多優(yōu)點(diǎn),例如電路簡(jiǎn)單、成本低、適合小功率電源應(yīng)用等。
更高的能源成本、環(huán)境問題和可持續(xù)性能源問題正在推動(dòng)歐盟 (EU) 和其他各種監(jiān)管機(jī)構(gòu)專注于減少電子設(shè)備浪費(fèi)的能源。交流輸入電源是這種浪費(fèi)能源的主要來源,無論是在重負(fù)載下還是在待機(jī)狀態(tài)下。
在當(dāng)前的全球能源危機(jī)中,重點(diǎn)是效率,電子產(chǎn)品正面臨著在提供高性能的同時(shí)降低功耗的艱巨挑戰(zhàn)。由于這場(chǎng)危機(jī),世界各地的各種政府機(jī)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(biāo)準(zhǔn)。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(jì)人員將需要考慮軟開關(guān)拓?fù)湟蕴岣咝什⒃试S更高頻率的操作。
我們分別研究了準(zhǔn)諧振和 LLC 諧振轉(zhuǎn)換器的電路圖和框圖。準(zhǔn)諧振轉(zhuǎn)換器電路圖看起來與反激式轉(zhuǎn)換器非常相似,只是有一個(gè)檢測(cè)電路來幫助確定電壓最小值的時(shí)序。
隨著天然氣價(jià)格飆升、歐洲大陸電價(jià)暴漲,近期刷新歷史新高的能源價(jià)格正在持續(xù)沖擊歐洲經(jīng)濟(jì)。歐洲工業(yè)企業(yè)紛紛就能源成本發(fā)出警告,科索沃200萬人口已經(jīng)輪流“斷電”,企業(yè)、民眾苦不堪言……更糟糕的是,交易員甚至在押注供不應(yīng)求的緊張局面將持續(xù)到2023年初。即使明年到了炎熱的夏季,能源價(jià)格也會(huì)非常昂貴,明年夏季交付的天然氣價(jià)格已經(jīng)超過了每兆瓦時(shí)100歐元,創(chuàng)下歷史新高。
隨著電子設(shè)備對(duì)在更小的封裝中進(jìn)行更多處理的需求不斷增長(zhǎng),如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)反激式的泄漏和開關(guān)損耗限制了開關(guān)頻率并阻礙了實(shí)現(xiàn)小型解決方案尺寸的能力。幸運(yùn)的是,有一些新方法可以優(yōu)化反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以產(chǎn)生更高的效率,即使在更高頻率下切換也是如此。
人們對(duì)電源感到興奮的情況并不常見。畢竟,你看不到人們展示最新的電源轉(zhuǎn)換技術(shù)的廣告,就像你為最新的智能手機(jī)或平板電腦所做的那樣。但是對(duì)于我們這些使用 推動(dòng)一切 數(shù)字化(實(shí)際上是一切電子化)的技術(shù)的人來說,一些有趣的趨勢(shì)確實(shí)非常令人興奮。
在電源中進(jìn)行出色的效率測(cè)量需要許多因素,但我們這里主要關(guān)注溫度穩(wěn)定性。其他問題包括測(cè)量和分流器的質(zhì)量和校準(zhǔn)。由于效率需要兩次電壓和兩次電流測(cè)量,因此使用的電壓和電流表的誤差可能會(huì)疊加。借助最好的手持式儀表(每個(gè)約 400 美元)和勤奮的校準(zhǔn),這種“疊加”可以將總體誤差限制在 1% 左右。使用更高質(zhì)量的臺(tái)式儀器和經(jīng)過良好校準(zhǔn)的分流器,該誤差可以減少到 0.1% 左右。
但是效率低且組件溫升過高的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器可能是一個(gè)令人頭疼的問題——如果我們必須重新設(shè)計(jì)電路或修改電路板布局,則更是如此。 為避免此類問題,深入了解轉(zhuǎn)換器的工作模式和功率損耗似乎是明智之舉。盡管易于使用的轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)和仿真工具提供了一種快速選擇組件、繪制效率曲線和估計(jì)轉(zhuǎn)換器內(nèi)功率損耗的方法,但特定功率級(jí)的細(xì)微差別及其各種工作模式往往仍被誤解。識(shí)別轉(zhuǎn)換器的模式并剖析預(yù)測(cè)功率損耗所需的表達(dá)式可以讓我們?nèi)媪私?DC/DC 轉(zhuǎn)換器的電氣和熱行為。
POE (Power Over Ethernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動(dòng)的情況下,在為一些基于IP的終端(如IP電話機(jī)、無線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí),還能為此類設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。POE技術(shù)能在確?,F(xiàn)有結(jié)構(gòu)化布線安全的同時(shí)保證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作,最大限度地降低成本。IEEE 802.3af標(biāo)準(zhǔn)是基于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)POE的新標(biāo)準(zhǔn),它在IEEE 802.3的基礎(chǔ)上增加了通過網(wǎng)線直接供電的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),是現(xiàn)有以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展,也是第一個(gè)關(guān)于電源分配的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。為了在新的產(chǎn)品應(yīng)用中奪取和保持市場(chǎng)占有率,降低PoE受電設(shè)備(PD)中電源級(jí)所占用的成本而同時(shí)不犧牲可靠性是至關(guān)重要的。
大多數(shù)電源轉(zhuǎn)換器實(shí)施的核心是效率和功率密度之間 不可避免的權(quán)衡。然而,具有獨(dú)特電源解決方案要求的新應(yīng)用正在形成。許多設(shè)計(jì)人員選擇使用兼具性能和靈活性的降壓控制器來利用經(jīng)過驗(yàn)證和驗(yàn)證的電源解決方案。
隨著物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 席卷我們的家庭和工作,我們發(fā)現(xiàn)越來越多的電器和系統(tǒng)集成了電子設(shè)備,讓我們幾乎可以從世界任何地方訪問它們。但是,由于我們的家庭和辦公室中連接了如此多的設(shè)備,因此我們要消耗大量的待機(jī)功率。我們可以做些什么來使我們的恒溫器、門、鈴鐺、安全系統(tǒng)和電視更高效,同時(shí)保持相同的連接完好無損?如果我告訴大家一個(gè)簡(jiǎn)單的線性穩(wěn)壓器 (LDO) 可能是答案,大家會(huì)相信我嗎?以下是關(guān)鍵原因。
ACPI:是由Intel、Microsoft等聯(lián)合推出的一種電源管理規(guī)范,它將電源管理集成到硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序中,實(shí)現(xiàn)了由操作系統(tǒng)對(duì)電源的全面管理。具備ACPI功能的電腦在不使用時(shí)處于功耗極低的掛起狀態(tài),modem等接收到信號(hào)時(shí)可自動(dòng)開機(jī),并可以實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)機(jī),適應(yīng)了日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用要求。
AC/DC是開關(guān)電源的其中一類。AC 是交流電 Alternating Current,一般指大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電壓或電流。它的最基本的形式是正弦電流。
在多軌系統(tǒng)中,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員通常必須選擇降壓控制器的輸入軌的接入位置。通常它來自 12V 或 24V 電源軌,但在某些情況下它來自 5V 或 3.3V 電源軌。我將在分為兩個(gè)部分,來討論提供外部偏置的必要性及其好處。
在本系列的第一部分中,我討論了外部偏差的必要性以及我們需要在什么條件下考慮它。在這一部分中,我將研究我們是否可以將外部偏置應(yīng)用于任何控制器,然后列舉了一根外部偏置的電路。