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在当今追求可持续交通与能源高效利用的时代,混合动力电动汽车(HEV)和电池电动汽车(BEV)的发展备受瞩目。而在设计这些车辆的动力系统时,设计人员始终面临着巨大的压力,需要在提高能效和可靠性的同时降低成本。从传统的单一电源架构向双 12 伏和 48 伏电源轨的转变,无疑是一个重要的进步,它通过减轻底盘布线的重量,有效地提高了能效。但这还远远不够,设计人员迫切需要专用的解决方案,以进一步优化两个电源的管理,使它们能够更好地协同工作,并且使车辆具备支持双向车辆到电网(V2G)应用的能力。
降压式 DC-DC 转换器是一种将较高直流输入电压转换为较低直流输出电压的电源转换电路。其基本工作原理是通过控制 MOSFET 的导通与关断,周期性地将输入电压施加到电感上。在 MOSFET 导通期间,电感存储能量,电流逐渐上升;当 MOSFET 关断时,电感释放能量,维持电流继续流向负载,通过这种电感的储能和释能过程实现降压功能。输出电压的大小由 MOSFET 的导通时间(占空比)决定,占空比越小,输出电压越低。例如,一个输入电压为 12V 的降压式 DC-DC 转换器,若要得到 5V 的输出电压,需合理调节占空比来达成。这种工作模式使得降压式 DC-DC 转换器在众多电子设备中广泛应用,如手机充电器、笔记本电脑电源适配器等,为不同电压需求的电路模块提供适配的电源。
电源并联运行是电源产品模块化、大容量化的一个有效方法,是电源技术的发展方向之一,是实现组合大功率电源系统的关键。目前由于半导体功率器件、磁性材料等原因,单个开关电源模块的最大输出功率只有几千瓦,但实际应用中往往需用几百千瓦以上的开关电源为系统供电,在大容量的程控交换机系统中这种情况是时常遇到的。这可通过电源模块的并联运行实现。
在全球倡导绿色出行与可持续发展的大背景下,新能源汽车产业蓬勃发展。然而,“里程焦虑” 始终如影随形,成为制约新能源汽车进一步普及的关键因素。所谓 “里程焦虑”,是指消费者在驾驶新能源汽车时,因担心车辆剩余电量不足以支撑到达目的地,或在途中难以找到合适的充电设施而产生的焦虑情绪。要想彻底攻克这一难题,电池管理系统(BMS)与新型电池技术的协同发展至关重要。
在弱信号模拟电路中,噪声是影响电路性能的关键因素。电路噪声可能导致信号失真、精度下降,甚至使电路无法正常工作。而供电方式的选择对弱信号模拟电路的噪声水平有着至关重要的影响。不同的供电方式会引入不同类型和程度的噪声,因此,深入研究各种供电方式对电路噪声的影响,对于优化弱信号模拟电路设计、提高电路性能具有重要意义。
服务器电源在 AI 服务器领域,GPU、CPU 以及 AI 加速芯片对供电的稳定性与效率有着极高的要求。服务器普遍运用高效的 DC-DC 转换器来输出稳定电压,而电感器则是 DC-DC 转换器中不可或缺的关键元件。当下,新研发的服务器电源单元(PSU)功率密度大幅提升,接近 100W/in3。为实现如此高的功率密度,通过拓扑结构优化以及元件技术革新来提高转换器效率成为主要解决方案。在这样的服务器电源系统中,电感器需具备诸多特性。例如,在降压 DC-DC 转换器里,电感量一般要求处于 0.1 - 0.68 μH 区间,工作电流可达 60A,饱和电流在 60A - 120A 范围,同时尺寸要控制在 12mm 以内。这是因为电感器承担着储存与释放能量的重任,以此来平滑输入电压的波动,输出稳定的电流,从而保障服务器能够高效运转,满足数据中心海量数据的处理与存储需求。
随着汽车智能化的飞速发展,高级驾驶辅助系统(ADAS)在提升驾驶安全性和舒适性方面发挥着越来越重要的作用。ADAS 处理器作为系统的核心,承担着处理大量传感器数据、执行复杂算法的重任,其对电流的需求也日益增长。为 ADAS 处理器提供超过 100A 的电流,已成为当前汽车电子设计领域的关键挑战之一。
在现代电子系统中,芯片作为核心部件,其性能和稳定性直接关系到整个系统的运行质量。而电源作为芯片正常工作的能量来源,其质量对芯片的影响至关重要。纹波作为电源质量的一个关键指标,广泛存在于各类电源输出中,对芯片的逻辑关系有着复杂且重要的影响。深入研究纹波对芯片逻辑关系的影响机制,对于优化芯片设计、提高电子系统的可靠性具有重要意义。