我们生活在一个设计师似乎一直在追求更高效率的世界。我们希望以更少的功率输出更多的功率!更高的系统效率是团队的努力,包括(但不限于)性能更好的栅极驱动器、控制器和新的宽带隙技术。
大多数 DC/DC 转换器需要一个软启动电路来限制启动时的浪涌电流。尽管具有上电复位 (POR) 功能的系统需要平滑软启动,但对于初级侧带有控制器且占空比或电流有限的隔离式转换器来说,这很困难。
如果实习医生看到他从未在医学手册中读过的症状,他会诊断什么?集成电路 (IC) 验证工程师在其职业生涯的早期可以提出类似的问题。事实上,就像医生一样,一名验证工程师被指派评估 IC 的“健康状况”并做出正确的“诊断”,这有时需要结合实际经验对设备“解剖结构”有深入的了解。
还记得今年早些时候关于功率因数校正(PFC)和啤酒的有趣类比的文章吗?我认为它是辉煌的!在那种情况下,玻璃杯中的啤酒代表电子设备实际需要的“实际功率”,顶部的泡沫代表“无功功率”,整杯啤酒加上泡沫代表“视在功率”。今天,我接受挑战,提出一个相关的类比来解释栅极驱动器在 PFC 设计中的作用。
Fly-Buck 是一种同步降压转换器,其电感器由变压器或耦合电感器或 代替。次级绕组经过二极管整流以产生隔离输出电压 (VOUT2),该电压通过变压器的匝数比与初级输出电压 (VOUT1) 相关。
Fly-Buck 转换器是生成低功率隔离输出、双极 (+/-) 输出和多输出轨的常用拓扑结构。Fly-Buck 拓扑在电信、PoE、定制 PoE、工业和汽车应用中很常见。最常用的 Fly-Buck 拓扑对非隔离输出使用降压配置。这种配置如图 1 所示。
正如我在第一部分中提到的,专用于电源管理的印刷电路板 (PCB) 区域对系统设计人员来说是一个巨大的限制。降低转换器损耗是在 PCB 空间有限的空间受限应用中实现紧凑实现的基本要求。
今天,在竞争激烈的时代,产品设计师面临的挑战是保持领先地位,而不仅仅是与时俱进。这提高了系统设计人员通过差异化产品进行创新的赌注。
大多数电源转换器实施的核心是效率和功率密度之间 不可避免的权衡。然而,具有独特电源解决方案要求的新应用正在形成。许多设计人员选择使用兼具性能和灵活性的降压控制器来利用经过验证和验证的电源解决方案。
在创建高性能测试和测量设备时,我们最不关心的是什么为电路板供电。可能难以置信,但电源会对位于电源下游的高精度逐次逼近寄存器 (SAR) 模数转换器 (ADC) 的性能产生巨大影响。
取代现有的电表(仍然使用几十年前开发的技术),智能电表使用安全连接网络自动和无线地将能源使用情况发送给公用事业公司。智能电表的核心是其开关模式电源 (SMPS),它使用适用于单相和三相智能电表的低成本反激式拓扑。
人们为了成为最好的人会做些什么,真是太神奇了。例如,运动员会不知疲倦地训练,只是为了将比赛时间缩短十分之几秒。学生花费数年时间学习以获得最高荣誉。组织花费数十年时间开发技术来解决曾经只出现在科幻小说中的问题。最后电源工程师致力于打造比以往任何转换器更高效、密度更高的转换器。
我们的世界正在变得自动化。我们看到了在日常生活中实现更多自动化的强大举措,从更智能的家居(空调、照明和白色家电)到更轻松、更好的汽车旅行。
智能手机等便携式设备的典型电源是单节锂离子电池。随着硅负极材料的发展和电池能量的最大化,例如智能手机应用中的最低工作电压通常更低,例如2.7V。
混合动力电动汽车 (HEV) 中的启停系统通过在怠速期间停止发动机来帮助减少燃料消耗和排放,但只要发动机重新启动,电池电压就会下降。为了在电池电压下降期间为负载提供所需的最低电压,预升压转换器广泛用于汽车中。