在我的上一篇文章中,我從高層次討論了電快速瞬變 (EFT) 是什么。對于第二部分,讓我們探討為什么 EFT 很重要以及為什么在我們的設計過程中應該考慮它們。 歸根結(jié)底,EFT 之所以重要有兩個關(guān)鍵原因: 首先,可接受的干擾量因應用程序而異,最終可能會影響我們的底線。由于測試和穩(wěn)健的設計技術(shù)會增加延遲和成本,因此我們必須在產(chǎn)品開發(fā)周期中考慮 EFT。
雖然適當?shù)拇箅娏鞴β始壊季衷?DC/DC 應用中始終很重要,但在印刷電路板 (PCB) 布局期間注意穩(wěn)壓器信號路由比以往任何時候都更加重要。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,以及消費類電子設備的廣泛使用,對高效直流電源變換(DC-DC)的研究與應用成為日益重要的課題。DC-DC電路以其優(yōu)異的特性,在大多數(shù)消費類電子設備中,替代了線性電源變換線路成為了主要應用對象。
幾十年來,設計人員在電子應用中使用線性穩(wěn)壓器,因為它們簡單且成本低。對于完整的降壓電源,我們只需要一個輸入和輸出電容器以及一個線性穩(wěn)壓器,與開關(guān)穩(wěn)壓器相比,它的設計要簡單得多,噪聲也更低。在輸入電壓 (V IN ) 接近輸出電壓 (V OUT ) 的應用中,其效率也很高。由于這些優(yōu)勢,我們?nèi)匀粫l(fā)現(xiàn)線性穩(wěn)壓器在低功耗系統(tǒng)中用作穩(wěn)壓器。
PFC的英文全稱為“Power Factor CorrecTIon”,意思是“功率因數(shù)校正”,功率因數(shù)指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關(guān)系,也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。 基本上功率因數(shù)可以衡量電力被有效利用的程度,當功率因數(shù)值越大,代表其電力利用率越高。
如果我們是現(xiàn)場變送器的設計人員,我們可能會考慮安裝系統(tǒng)的物理環(huán)境。工業(yè)現(xiàn)場使用的傳感器應用需要強大的保護方案,因為它們可能會遇到由閃電、接地回路、靜電放電 (ESD) 和電快速瞬變 (EFT) 爆發(fā)產(chǎn)生的破壞性浪涌。這些高浪涌事件可能會導致電纜上的感應電壓,從而導致從未設計用于處理它們的電路上出現(xiàn)大的電壓尖峰。
世界是一個嘈雜的地方——電源也不例外。為了追求更高的效率,電源轉(zhuǎn)換器以越來越快的速度切換會產(chǎn)生意想不到的問題,包括增加系統(tǒng)對瞬變和噪聲的敏感性。在選擇如何設計電源以及使用哪些組件進行設計時,考慮這種敏感性非常重要。
首先來了解什么是線性穩(wěn)壓器,這是一種晶體管運行在線性區(qū)時候,使輸入電壓與輸出電壓有一個壓差,就拿我們熟悉的LM7805來說,這是傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器,這種穩(wěn)壓芯片要求求輸入電壓至少要比輸出電壓高2V左右,否則不能正常輸出;而LDO低壓差線性穩(wěn)壓器只不過是把這個壓差進一步降低,比如WIFI無線模塊需要3.3V,只有輸入5V時候,這個壓差只有1.7V左右,用普通的線性穩(wěn)壓器不能實現(xiàn),那么就要考慮使用LDO低壓差線性穩(wěn)壓器,這時候LDO應運而生.
在本系列的第一部分中,我說過開關(guān)電源 (SMPS) 不穩(wěn)定的原因有很多,其中只有一個是控制環(huán)路的增益或相位裕度不足。在篇文章中,我將提供一些有關(guān)識別和解決峰值電流模式 (PCM) 控制的 SMPS 系統(tǒng)中的次諧波振蕩的技巧,并簡要討論輸入濾波器振蕩。
開關(guān)電源(Switching Mode Power Supply),又稱交換式電源、開關(guān)變換器,是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置。其功能是將一個位準的電壓,透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。
目前的項目,對電流的需求顯著增加,但整體解決方案尺寸還要求繼續(xù)縮小。為了適應,我們可以減小降壓轉(zhuǎn)換器的尺寸,但它仍然必須能夠處理電子系統(tǒng)中不斷增加的功耗。優(yōu)化布局以提高降壓轉(zhuǎn)換器的效率將減少為系統(tǒng)供電所需的電力。
什么是高壓直流電源? 高壓直流電源,通常是指輸出電壓大于5000伏的電源,一般高壓直流電源的輸出電壓可以達到幾萬伏甚至幾十萬伏甚至更高。直流高壓直流電源有線性調(diào)節(jié)高壓直流電源和開關(guān)型調(diào)整高壓直流電源兩種。
低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器的本質(zhì)是通過將多余的功率轉(zhuǎn)化為熱量來調(diào)節(jié)電壓,使該集成電路成為低功率或小 V IN至 V OUT差分應用的理想解決方案??紤]到這一點,選擇合適的 LDO 和合適的封裝對于最大限度地提高應用程序的性能至關(guān)重要。這是一些設計師做噩夢的地方,因為最小的可用封裝并不總是適合所需的應用程序。
越來越多的無人機應用需要高單元數(shù)的電池組來支持更長的飛行距離和飛行時間。例如,考慮工作電壓為 50V 至 60V 的 14 節(jié)串聯(lián)鋰離子 (Li-ion) 電池組架構(gòu)。在為此類系統(tǒng)設計 DC/DC 電源時,挑戰(zhàn)之一是如何選擇最大輸入電壓額定值。一些工程師在圖 1 中指定為 V M的節(jié)點看到過大的電壓偏移,但可能不知道它的起源或如何處理它。
隨著全球每個角落的城市化進程不斷發(fā)展,應對這種增長的答案就是智慧城市。建設智慧城市涉及基礎(chǔ)設施的范式轉(zhuǎn)變,具有復雜的網(wǎng)絡和關(guān)鍵模塊之間的通信控制,例如基于社區(qū)的電網(wǎng)、公用事業(yè)和天氣監(jiān)測。