我們可能已經(jīng)注意到智能手機(jī)的屏幕越來越大。如今的智能手機(jī)屏幕越來越大,這已經(jīng)成為一種趨勢(shì),造成這一趨勢(shì)的原因可以總結(jié)為以下幾點(diǎn):(一)滿足用戶對(duì)使用體驗(yàn)越來越高的要求;(二)為了擁有更大的手機(jī)電池,減少充電次數(shù);(三)增大平屏幕可以提高產(chǎn)品性能,降低產(chǎn)品成本。
我討論了射頻 (RF) 采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢(shì)和靈活性。高質(zhì)量的時(shí)鐘源可以發(fā)揮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的最佳性能。這不是一個(gè)新概念。雖然數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的性能一直與時(shí)鐘源相關(guān)聯(lián),但由于高工作頻率,RF 采樣轉(zhuǎn)換器會(huì)給時(shí)鐘帶來額外的壓力。
通常稱為漏電電源或漏電的備用電源是系統(tǒng)中功率損耗的主要來源之一。我們可能認(rèn)為我們的系統(tǒng)已關(guān)閉并且沒有功耗,但實(shí)際上即使打開電源,設(shè)備的一部分仍在運(yùn)行并耗盡寶貴的電力。 隨著 ISO 62310 等標(biāo)準(zhǔn)的引入,在待機(jī)模式下處理電源變得非常困難,該標(biāo)準(zhǔn)定義了嚴(yán)格的測(cè)試程序來測(cè)試電源。這些嚴(yán)格的測(cè)試程序和要求使電器難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
許多工業(yè)系統(tǒng)旨在滿足特定的 UL(保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室)或 IEC(國(guó)際電工委員會(huì))安全標(biāo)準(zhǔn),通常最終目標(biāo)是獲得 UL 認(rèn)證。作為此過程的一部分,許多設(shè)計(jì)必須符合 UL 或 IEC(或兩者)概述的一組非常具體的要求。例如,在歐洲銷售的家用電器必須通過 IEC60335-1,而在全球銷售的家用電器必須通過 UL 60730。幸運(yùn)的是,這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有很多共同點(diǎn),包括低功率電路 (LPC) 的共同定義:
球?qū)δ茉闯杀旧蠞q、環(huán)保和能源可持續(xù)性的關(guān)注正在推動(dòng)歐盟、美國(guó)加州等地的相關(guān)機(jī)構(gòu)相繼推出降低電子設(shè)備能耗的規(guī)范。交流輸入電源,不論是獨(dú)立式的還是集成在電子設(shè)備中的,都會(huì)造成一定的能源浪費(fèi)。首先,電源的效率不可能是100% 的,部分能量在電源大負(fù)載工作時(shí)被浪費(fèi)掉。其次,當(dāng)負(fù)載未被使用時(shí),連接交流線的電源會(huì)以待機(jī)功耗的形式消耗能量。
在智能電表和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用中,電源必須將高輸入電壓轉(zhuǎn)換為微控制器或 IGBT 驅(qū)動(dòng)器的低直流電壓。例如,440V AC或 480V AC是全球常見的三相交流電壓,智能電表一般需要接入。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中,我們可能會(huì)遇到更高的電壓。
金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(英語:Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET),簡(jiǎn)稱金氧半場(chǎng)效晶體管是一種可以廣泛使用在模擬電路與數(shù)字電路的場(chǎng)效晶體管。金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管依照其“溝道”的極性不同,可分為電子占多數(shù)的N溝道型與空穴占多數(shù)的P溝道型,通常又稱為N型金氧半場(chǎng)效晶體管(NMOSFET)與P型金氧半場(chǎng)效晶體管(PMOSFET)。
單電源轉(zhuǎn)換器正在成為任何板上必不可少的設(shè)備,用于連接在不同電壓水平下工作的兩個(gè)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換解決方案的輸入閾值 (V il , V ih ) 應(yīng)在驅(qū)動(dòng)器的輸出電平 (V ol , Voh) 范圍內(nèi),同樣,解決方案的輸出 (V ol , V oh ) 應(yīng)在接收器的有效輸入閾值范圍內(nèi)(V i , V ih )。
近年來,移動(dòng)設(shè)備、可穿戴式設(shè)備、IoT設(shè)備等電池驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備已經(jīng)無所不在。為了提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)靈活度并滿足確保配置新功能所用空間的小型化要求,就要求這些產(chǎn)品上搭載的元器件的功耗要降低到極限,以實(shí)現(xiàn)小型化并延長(zhǎng)電池使用壽命。 而要延長(zhǎng)電池驅(qū)動(dòng)的續(xù)航時(shí)間,存在著削減設(shè)備功耗和電池能量是否能夠完全用盡的課題。設(shè)備的各種構(gòu)成元器件均在采用各種方法努力削減功耗,對(duì)于直接轉(zhuǎn)換電池能量并供給其他元器件的電源來說,努力進(jìn)一步降低其功耗是非常重要的。
如今,大多數(shù)集群都是數(shù)字化的,LCD 和 LED 用于背光(圖 3)。事實(shí)上,如果你只有一個(gè) 3.5 英寸的顯示器,這被認(rèn)為是低端的。趨勢(shì)正在向 7 英寸發(fā)展,而 12 英寸是那些能夠負(fù)擔(dān)得起高端車輛運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然,我們可以通過操縱方向盤上的按鈕輕松控制顯示屏。我們可以直接從儀表板查看我們的汽車發(fā)生的一切,從我們正在聽的歌曲(包括專輯封面)到車輛診斷,再到周圍區(qū)域的 3-D 表示。
隔離用戶及敏感電子部件是電機(jī)控制系統(tǒng)的重要考慮事項(xiàng)。安全隔離用于保護(hù)用戶免受有害電壓影響,功能隔離則專門用來保護(hù)設(shè)備和器件。電機(jī)控制系統(tǒng)可能包含各種各樣的隔離器件,例如:驅(qū)動(dòng)電路中的隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器;檢測(cè)電路中的隔離式ADC、放大器和傳感器;以及通信電路中的隔離式SPI、RS-485、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離器。無論是出于安全原因,還是為了優(yōu)化性能,都要求精心選擇這些器件。
變速和工業(yè)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)工程師需要了解電磁兼容性 (EMC) 抗擾度和電磁干擾 (EMI) 以及隔離安全要求。你知道你的要求嗎?每個(gè)終端設(shè)備設(shè)計(jì)都必須滿足自己的標(biāo)準(zhǔn),以確保產(chǎn)品在所需的終端設(shè)備類別和環(huán)境中合規(guī)且安全使用。
自 2002 年以來,TI 電源管理產(chǎn)品文件夾中的 WEBENCH? Designer 面板在幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員一鍵啟動(dòng) WEBENCH Power Designer 方面發(fā)揮了重要作用,從而根據(jù)我們的要求創(chuàng)建優(yōu)化的設(shè)計(jì)。 2010 年,新面板具有 WEBENCH 優(yōu)化器旋鈕,可根據(jù)面板中的默認(rèn)條件預(yù)覽五個(gè)優(yōu)化的解決方案。今年,新的 WEBENCH 設(shè)計(jì)面板在支持 WEBENCH 的電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)品文件夾中提供了完整 WEBENCH 設(shè)計(jì)的完整預(yù)覽。
RS-485 等工業(yè)網(wǎng)絡(luò)有望在其終端應(yīng)用中承受嚴(yán)酷的系統(tǒng)級(jí)瞬變而不會(huì)受到損壞。處理過程中的靜電放電 (ESD)、感性負(fù)載的中斷、繼電器觸點(diǎn)彈跳和/或雷擊都會(huì)造成損壞。我們可以通過在差分總線上添加外部組件來保護(hù)我們的工業(yè)設(shè)計(jì)免受這些瞬態(tài)事件的影響。
我們都知道,我們生活中的新技術(shù)帶來了巨大的機(jī)遇和可能性,但也帶來了新的挑戰(zhàn)。例如,智能手機(jī)和平板電腦讓我們可以 24/7 全天候訪問我們周圍的世界,但也產(chǎn)生了如此依賴,以至于我們可能無法放下它們。 同樣,芯片級(jí)技術(shù)的進(jìn)步有助于創(chuàng)造無限機(jī)遇,但也帶來挑戰(zhàn)。隨著新的、更小的工藝節(jié)點(diǎn)和更低的核心電壓軌,我們看到了更高集成度和更高效率的好處。同時(shí),由于邊角分布和工藝變化,它也帶來了硅性能變化的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些硅工藝變化,供應(yīng)商正在指定具有更嚴(yán)格公差的電源軌(見表 1)。