• 关于开关电源产生干扰的一些原因以及减少干扰的一些方法

    关于开关电源产生干扰的一些原因以及减少干扰的一些方法

    随着社会的快速发展,我们的开关电源也在快速发展,那么你知道开关电源产生干扰的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。 一、开关电源产生干扰的原因 开关电源首先将工频AC整流为DC,然后将其逆变为高频,最后通过整流滤波电路输出获得稳定的DC电压,因此它含有很多谐波干扰。同时,由变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流引起的尖峰会形成潜在的电磁干扰。开关电源中的干扰源主要集中在电压和电流变化较大的组件上,并且主要显示在开关管,二极管和高频变压器上。 随着电力电子技术的发展,开关电源模块由于其相对较小的尺寸,较高的效率和可靠的操作已开始取代传统的整流器电源,并已广泛应用于社会的各个领域。但是,由于开关电源的高工作频率,内部存在快速的电流和电压变化,即dv / dt和di / dt,这将导致开关电源模块产生强烈的谐波干扰和尖峰干扰,并且通过传导,辐射和串扰,这种耦合路径会影响其自身电路和其他电子系统的正常运行,当然,也会受到其他电子设备的电磁干扰的影响。这是讨论的电磁兼容性问题,也是与开关电源的电磁兼容性有关的电磁干扰EMD和电磁敏感性EMS设计问题。 开关电源中有输入滤波电感器,电源变压器,隔离变压器,输出滤波电感器和其他磁性元件。隔离变压器的一次侧和二次侧之间存在寄生电容,高频干扰信号通过该寄生电容耦合到二次侧。电源变压器是由于绕组过程引起的。由于其他原因,初级和次级侧耦合不理想,并且存在漏感。漏感会产生电磁辐射干扰。另外,高频脉冲电流流经电力变压器线圈的绕组,在其周围形成高频电磁场。流过电感线圈的脉动电流会产生电磁场辐射,但也会突然切断负载。 高频整流电路中的整流二极管通过反向偏置电压导通时,正向电流较大。由于在PN结中积累了更多的载流子,因此电流在电子消失之前的一段时间内,电流将沿相反方向流动,从而导致用于载流子消失的反向恢复电流急剧减小,从而产生大电流发生变化(di / dt)。 控制电路中的周期性高频脉冲信号(例如振荡器产生的高频脉冲信号)将产生高频和高次谐波,从而对周围电路产生电磁干扰。 开关电源中的接线设计非常重要。不合理的布线将导致电磁干扰通过耦合电容和导线之间分布的互感或辐射到相邻的导线,从而影响其他电路的正常运行。由热辐射引起的电磁干扰。热辐射是电磁波形式的热交换。这种电磁干扰会影响其他电子组件或电路的正常和稳定运行。对于某些电子设备,外界造成的电磁干扰包括:电网中的谐波干扰,雷电,太阳噪声,静电放电以及周围的高频发射设备造成的干扰。 电磁干扰会导致传输信号失真,并影响设备的正常运行。严重的情况下,闪电和静电放电等高能电磁干扰会损坏设备。对于某些设备,电磁辐射会导致重要信息的泄漏。 二、开关电源电磁干扰的控制技术 ①减少开关电源本身的干扰 开关频率调制技术:通过调制开关频率fc,集中在fc上的能量及其谐波2fc,3fc ...分散到它们周围的频带,以减小每个频率点的EMI幅度。此方法无法减少总干扰量,但能量会分散到该频率点的基带,因此每个频率点都不会超过EMI指定的限制。为了达到降低噪声频谱峰值的目的,通常有两种处理方法:随机频率法和调制频率法。 ②切断干扰信号的传播路径-共模和差模电源线滤波器设计 电源线滤波器可用于滤除电源线干扰。合理有效的开关电源EMI滤波器对电源线上的差模和共模干扰具有很强的抑制作用。 ③提高敏感电路的抗干扰能力 提高敏感设备的抗干扰性能是指使从敏感设备一侧接收到的干扰噪声最小化并尽快从异常情况中恢复的方法。

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  • 关于电路设计中的电源纹波抑制和减少的一些好的方法

    关于电路设计中的电源纹波抑制和减少的一些好的方法

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如纹波。说到纹波,我们一直想做到抑制或减少它。但是理想化和实际中还是存在一定差距,在一定的环境下纹波是存在的。下面我们知晓下电源纹波抑制和减少的最有效的方式! 1.增加电感和输出电容器滤波:根据开关电源的公式,电感器中的电流波动与电感值成反比,输出纹波与输出电容器值成反比。因此,增加电感值和输出电容值可以减少纹波。类似地,输出纹波与输出电容之间的关系为:vripple = Imax /(Co×f)。可以看出,增加输出电容值可以减小纹波。 通常的做法是将铝电解电容器用作输出电容器,以实现大容量。但是,电解电容器在抑制高频噪声方面不是很有效,ESR相对较大,因此陶瓷电容器将与其并联连接,以弥补铝电解电容器的不足。同时,当开关电源工作时,输入端子上的电压Vin不变,但是电流随开关而变化。此时,输入电源将无法很好地提供电流。通常,它靠近电流输入端子(对于BucK型,靠近SWITcH),并联电容器提供电流。 上述方法在减小波纹方面受到限制。由于体积的限制,电感不会很大。输出电容增加到一定程度,减小纹波效果不明显。增加开关频率将增加开关损耗。因此,当要求相对严格时,此方法不是很好。有关开关电源的原理,请参阅各种开关电源设计手册。 2.二级滤波是增加一级LC滤波器:LC滤波器对噪声纹波的抑制效果更明显。根据要去除的纹波频率,选择合适的电感和电容形成滤波电路,通常可以减小小纹波。如果在LC滤波器(Pa)之前选择了采样点,则输出电压将降低。因为任何电感器都具有直流电阻,所以当有电流输出时,电感器两端将出现压降,从而导致电源输出电压降低。并且该电压降随输出电流而变化。 在LC滤波器(Pb)之后选择采样点,这样输出电压就是我们想要的电压。但这会在电源系统内部引入电感器和电容器,这可能会导致系统不稳定。关于系统的稳定性,已经介绍了许多材料,因此在此不再详细介绍。 3.切换电源输出后,连接到LDO滤波器:这是减少纹波和噪声的最有效方法。输出电压是恒定的,不需要更改原始的反馈系统,但这也是最昂贵,功率最高的方法。任何LDO都有一个指标:噪声抑制比。它是一条频率-dB曲线,如右图所示是Linear Technology LT3024的曲线。 减少波纹。开关电源的PCB布局也很关键,这是一个非常强大的问题。有专门的开关电源PCB工程师。对于高频噪声,由于高频和大振幅,尽管后置滤波器具有一定的作用,但作用并不明显。在这方面有专门的研究,简单的方法是在二极管或串联电感器上并联一个电容器C或RC。 4.二极管上的并联电容C或RC:高速开关二极管时应考虑寄生参数。在二极管反向恢复期间,等效电感和等效电容成为RC振荡器,从而产生高频振荡。为了抑制这种高频振荡,必须在二极管两端并联连接一个电容C或RC缓冲网络。电阻通常为10Ω-100Ω,电容为4.7pF-2.2nF。 二极管上并联的电容器C或RC的值只能在反复试验后确定。如果选择不正确,将导致更严重的振荡。如果对高频噪声的要求严格,则可以使用软开关技术。有很多书籍专门介绍软交换。 5.在二极管(EMI滤波器)之后连接电感器:这也是抑制高频噪声的常用方法。考虑到噪声的频率,选择合适的电感分量也可以有效地抑制噪声。需要说明的是,电感的额定电流必须符合实际要求。更简单的方法将不再详细说明。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

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  • 关于移动通信系统中引起RF干扰的原因,你了解吗?

    关于移动通信系统中引起RF干扰的原因,你了解吗?

    在生活中,您可能接触过各种电子产品,然后您可能不知道它的某些组件,例如其中可能包含的RF干扰,然后让编辑带领所有人一起学习RF干扰。射频干扰信号将给无线通信基站覆盖范围内的移动通信带来许多问题,例如电话掉线,连接噪声,信道丢失和接收语音质量差。干扰的可能原因是惊人的。速度在增加。 如今,最新,最先进的复杂电信技术必须在复杂的环境中与旧的移动通信系统(例如专用无线通信或寻呼等)共存,并且大多数旧的系统将在未来几年中继续使用。 ;同时,其他无线RF设备(例如数字视频广播和无线局域网)将生成可能中断通信服务的新信号。由于日益增加的环境限制,许多新服务竞相占领有限的蜂窝站点,从而使蜂窝信号传输塔充满了各种天线。随着我们越来越多地通过手机进行通信,在Internet上观看多媒体表演并进行商业交易,不久我们的汽车,冰箱和电烤箱将使用RF信号相互通信,通信的天空将变得更加拥挤。 。 引起 RF 干扰的原因 大多数干扰是无意引起的,只是其他正常操作活动的副产品。干扰信号仅影响接收器,即使它们在物理上靠近发射器,也不会受到传输的影响。下面列出了一些最常见的干扰源,以让您知道在实际情况下从何处开始。应该注意的是,大多数干扰源都来自基站外部,即您直接控制的外部。 发射机配置不正确:另一个服务提供商也在您的频率上进行发射。在大多数情况下,这是由故障或错误设置引起的。发生冲突的发射机服务提供商将更急于纠正此问题以恢复其服务。 未经许可的发射机:在这种情况下,其他服务提供商故意在与您相同的频段上进行传输,通常是因为它们根本没有获得许可证。他可能未在某个频带上找到信号,因此假设没有人在使用该频带,则他会未经授权使用它。签发许可证的政府机构通常会帮助驱逐此类无执照的运营商。 覆盖区域重叠:您的网络或其他网络的覆盖区域在一个或多个通道上超出了指定范围。不正确的天线倾斜,过大的发射功率或环境变化都可能导致覆盖区域重叠。例如,有人砍伐一块木头或撞倒了一座建筑物,这可能会阻止来自其他位置的信号。 自信号互调:将两个或多个信号混合在一起将形成一个新的调制信号,但这不是任何想要的信号。最常见的互调是第三个信号。例如,两个间隔为1MHz的信号将在原始高频信号之上1MHz,在低频信号之下1MHz产生一个新信号。如果原始的两个信号在800和801MHz频带中,则信号在799和802MHz处出现3次。 与另一台发射机进行信号互调:互调干扰也可能由一个或多个通过天线馈送到同轴电缆的外部无线信号引起,然后进入发射机的非线性终端放大器引起冲突,并且外部信号混合相互之间以及与发射机之间您自己的信号混合在一起,形成一个看起来像通信频带的“新”频率互调信号(通常是不希望的)。也有可能两个外部信号产生干扰信号,而导致冲突的发送器本身的信号不参与,并且外部信号仅使用发送器的非线性级并混合在一起。在这种情况下,两个混合信号都没有问题,并且肇事者是发送者。 解决此问题有点困难,因为它需要更改似乎工作正常的变送器。必须添加一个窄带滤波器,以尽可能地衰减外部信号,并添加一个铁氧体绝缘体,以将RF从发射机发送到天线,并衰减在馈线上返回的信号。在同时使用多个不同频率的铁塔上,业主通常会要求所有变送器安装此类滤波器和绝缘子。相信通过阅读以上内容,每个人都对RF干扰有了初步了解。同时,我希望每个人都可以对学习过程进行总结,以便他们可以不断提高设计水平。

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  • 你知道电路板抗干扰措施以及电路板设计注意事项吗?

    你知道电路板抗干扰措施以及电路板设计注意事项吗?

    抗干扰问题是现代电路设计中非常重要的一个环节,它直接反映了整个系统的性能和可靠性。通常,可以从以下方面采取措施:抑制接触抖动干扰;冗余连接线应尽可能短,尝试使用相互绞合的屏蔽线作为输入线,以减少连接产生的杂散电容和电感。避免信号该线靠近电源线,而数据线靠近脉冲线。采用光电隔离技术,在隔离装置上增加RC电路滤波。认真正确地处理接地问题。例如,模拟电路接地应与数字电路接地分开,模拟电路和印刷电路板上的数字电路应分开,大电流接地应分别引至接地点,印刷电路板接地线应该足以构成一个网格宽容。 软件抗干扰技术 除了硬件上要采取一系列的抗干扰措施外,在软件上也要采取数字滤波、设置软件陷阱、利用看门狗程序冗余设计等措施使系统稳定可靠地运行。特别地,当储能飞轮处于某一工作状态的时间较长时,在主循环中应不断地检测状态,重复执行相应的操作,也是增强可靠性的一个方法。 电路板设计 由于DSP、CPU等芯片工作频率较高,即使电路原理图设计正确,若印制电路板设计不当,也会对芯片的可靠性产生不利影响。例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,在设计印制电路板时,应注意采用正确的方法。 1)接地线设计。在电路中,接地是控制干扰的重要方法。如果可以正确使用接地和屏蔽,则可以解决大多数干扰问题。在电路板上,DSP和CPU同时集成数字电路和模拟电路。设计电路板时,应将它们尽可能地分开,并且不要将两者的接地线混合,并且应将它们连接到电源端子的接地线。使接地线尽可能粗,并同时形成一个闭环。 2)配置去耦电容。在直流电源电路中,负载的变化会引起电源噪声。例如,在数字电路中,当电路从一种状态变为另一种状态时,电源线上会产生大的尖峰电流,从而形成瞬态噪声电压。去耦电容器的配置可以抑制负载变化产生的噪声,这是DSP电路板可靠性设计中的一种常见做法:电源输入端子可以连接10-100μF电解电容器;每个集成电路芯片配置一个0.01μF的陶瓷电容器;对于在关闭期间电流变化较大的设备以及ROM和RAM等存储设备,应在芯片的电源线和地线之间直接连接一个去耦电容器。请注意,去耦电容器的引线不能太长,特别是高频旁路电容器不能有引线。 考虑去耦半径的最佳方法是检查噪声源与电容器补偿电流之间的相位关系。当芯片对电流的需求发生变化时,将在电源平面的一小块局部区域产生电压扰动。为了补偿该电流(电压),电容器必须感测该电压干扰。信号在介质中传播需要一定的时间。因此,在局部电压干扰的发生与电容感测之间存在一定的时间延迟,这将不可避免地导致噪声源与电容器补偿电流之间的相位不一致。特定电容器在与自谐振相同的频率下对噪声补偿的效果最佳。 我们使用这个频率来测量这种相位关系。当达到干扰区和电容器之间的距离时,补偿电流的相位与噪声源的相位正好为180°,即完全相反。此时,补偿电流不再起作用,去耦效果失效,并且补偿的能量无法及时传递。为了有效地传递补偿能量,噪声源和补偿电流之间的相位差应尽可能小,最好在同一相位。距离越近,相位差越小,补偿能量传递越大。如果距离为0,则100%的补偿能量将传递到干扰区域。这就要求噪声源尽可能靠近电容器。 3)电路板组件的布置。与其他逻辑电路在设备布局方面一样,彼此相关的设备应放置在尽可能近的位置,以便获得更好的抗噪声效果。时钟发生器,晶体振荡器和CPU时钟输入端子都容易产生噪声。这些设备应彼此靠近,并远离模拟设备。

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  • 关于电路板常见的干扰形成原因以及噪声的衰减技术

    关于电路板常见的干扰形成原因以及噪声的衰减技术

    在当今高度发展的科学技术中,各种各样的高科技出现在我们的生活中,并为我们的生活带来便利。您知道这些高科技可能包含的干扰和噪声吗?干扰的主要原因有以下几点: 1)干扰源是指引起干扰的组件,设备或信号。数字语言中的描述是指du / dt和di / dt较大的地方。干扰根据其来源可分为外部干扰和内部干扰:外部干扰是指与仪器的结构无关的干扰,它由使用条件和外部环境因素(例如雷电,交流电源)决定),马达等;内部干扰是由仪器的结构引起的。确定布局和生产过程。 2)敏感设备是指容易受到干扰的对象,例如微控制器,存储器,A / D转换,弱信号处理电路等。 3)传播路径是干扰从干扰源传播到敏感设备的媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导,电磁感应,静电感应和空间辐射。 抗干扰设计的基本任务是系统或设备不会因外部电磁干扰而失效或丧失功能,也不会对外界产生过多的噪声干扰,以免影响其他系统或系统的正常运行。其设计通常遵循以下三个原理:抑制噪声源并直接消除干扰的原因;切断电磁干扰的传播路径,或增加传输路径对电磁干扰的衰减效果,以消除噪声源与被干扰设备之间的干扰。噪声耦合;增强被干扰设备的抗电磁干扰能力,降低噪声灵敏度。目前,系统中使用的抗干扰技术主要包括硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术。 1)硬件抗干扰技术设计。飞轮储能系统的逆变器电路的载波信号高达20kHz。确定将产生噪声。因此,电力电子设备在系统中产生的噪声和谐波成为主要干扰,将影响设备及附近仪器以及控制系统和设备的影响程度。抗干扰能力,布线环境,安装距离和接地方法与因素有关。 转换器产生的PWM信号使用高速开关DC电压来控制输出电压波形。急剧上升或下降的输出电压波包含许多高频成分,这些成分是噪声源。尽管噪声和谐波都对电子设备的运行产生不利影响,但是两者之间仍然存在差异:谐波通常是指频率低于50阶且频率为2至3 kHz的高频分量;噪声为10 kHz或更高的高频分量。噪声通常分为两类:一类是电力电子设备,该电子设备从外部侵入飞轮电池并导致其故障。另一类是电力电子设备。另一个是设备本身由于高频载波而产生的噪声,它将影响周围的电子和电信设备。每个都会有不利影响。 减少噪声影响的一般方法是改善电源线和信号线的布线。用于控制信号的信号线必须是屏蔽线,并且屏蔽线必须接地。为了防止外部噪声的侵入,可以采取以下措施:使电力电子设备远离噪声源,对信号线进行数字滤波,并将屏蔽线接地。 噪声衰减技术如下: ①线噪声衰减方法:将无线电噪声滤波器连接到交流输入端;将线路噪声滤波器连接到电源输入端和逆变器输出端,滤波器可以由铁芯线圈组成。无线电噪声滤波器和线路噪声滤波器组合使用; LC滤波器连接到电源侧。 ②从变频器到电动机接线,金属导管和金属盒的噪声辐射可通过接地来消除。 ③飞轮功率电子设备的辐射噪声衰减通常很小,但是如果周围设备对噪声非常敏感,则应将其放置在金属盒中并进行屏蔽。 为了抑制模拟电路的干扰,因为必须在电路中测量诸如电流和电压之类的模拟量,所以输出信号是微弱的模拟信号,极易受到干扰。当传输线附近有强磁场时,信号线会产生更大的交流噪声。可以在放大器的输入和输出之间并联连接一个电容器,并且可以在输入处连接一个有源低通滤波器以有效抑制交流噪声。另外,在A / D转换期间,数字地线与模拟电路地线分开,并在输入端增加了一个钳位二极管,以防止异常的过电压信号。 输入信号的处理是抗干扰的重要组成部分,从那以后就已经入侵了许多干扰。以上就是干扰以及噪声的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

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  • 在电路设计中常见的接地方式,你知道有哪些方法吗?

    在电路设计中常见的接地方式,你知道有哪些方法吗?

    随着社会的快速发展,我们的接地技术也在快速发展,那么你知道接地技术的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。接地方式←接地目的←接地的功能,所以采取哪种接地方式,要看地是哪类地,这类地的作用目的是什么,这两个问题解决了,接地方式则可水到渠成。 接地的目的决定了接地方法。出于不同目的,同一电路可能必须采用不同的接地方法。这一点必须牢记。例如,如果在便携式设备中使用相同的电路,则无法释放静电的积累。接地的目的是使接地电位相等。当用于不动设备中时,通常会采取安全接地措施。静电放电接地的目的是导电。导通电阻足够低,尤其是对于尖峰的高频导通电阻。 从性能角度来看,接地分为四类: 安全接地,工作接地(数字接地,模拟接地,功率设备接地),防电涌接地(雷电浪涌,开机电涌),防静电接地。如上一文档中所述,“接地的目的决定了接地方法”,目的是指其实现的功能。基本上所有接地都可以归因于这四个类别。在每次接地之前,有必要弄清楚属于哪种接地。 接地追求的目标是地阻抗低、地稳定、地均衡 地阻抗低很好理解,用粗的线缆即可,但有一个问题一定不能忽视,比如我通过一个大电感接地了,如果地线上跑的地电流的波动频率是 0.00000001Hz,这个大电感的感性效应表现得就很不明显,等同于直接接地了,但如果波动电流是1,000,000Hz的话,感抗=j ω L=j 2 π f L,就显得很大了,这种情况下,相当于高频接地很差。谁会用个大电感接地呢,第一是在某种状态下会有这种方式的,第二是即使不这样接个电感,普通电缆的走线电感在高频下也是不容忽视的。 地稳定是比较好理解的,一般来说,接地阻抗足够低的话,地电流泻放容易,且不会在底线上产生啥子压降,就如一个超大的电容,电荷的海洋,具有无限宽广的胸怀,多少进来都波澜不惊。 地面平衡很容易被忽略。对于信号,有用的部分是两条导线之间的电压差。如果接地线漂移,则两条线与接地线之间的电压差将平均上升或下降,即差模电压。该值保持不变,共模电压改变,实际上,电路功能照常实现。就像潮水涨高,船高一样,你比我高3厘米。站在船上,船在漂浮,您仍然比我高3厘米。这种情况通常用于静电保护。静电脉冲通过空气撞击电路板。对于本地电路,距离的差异肯定会引起静电感应压力的差异。此时,如果使用金属板分开,即使金属板浮起,金属板后面的电路板也会感应出均匀的电场。尽管仍然存在感应干扰,但至少电路基本上是平衡的。 共地阻抗耦合干扰 常见的接地阻抗耦合干扰是我们每天在接地中面临的核心问题,这几乎是不可避免的。就像电影院要离开时一样,您从最里面的大厅出来。人不多,步行很顺利。突然,第二个大厅也消失了,通道突然拥挤,您继续前进。它被打破。第三个大厅正在进入观众席,突然有人潮起伏。这与公共接地阻抗相同。通道相当于地面,人相当于电流。如果在1号,2号和3号馆中流动的人相似,彼此之间不会有太大影响,但是如果3号馆是一个厅,并且人数是1号馆和2号馆中人数的很多倍,那么那些进入和退出3号馆将对I号馆和II号馆的人员流动速度产生重大影响。1、2和3的客人必须经过的路段是公共接地阻抗。 更通用的接地方法 因为根本没有通用的接地方法,这只是一个基本模型。实际使用时,它需要根据实际情况灵活灵活地适应,就像语言一样。同一句话“您讨厌”,用不同的语气说时,传达的信息也非常不同。基本思想是确保设计中独立连接安全保护接地,工作数字接地,工作模拟接地,工作电源接地,雷电浪涌接地和屏蔽接地。不同地方之间要解决的问题是基于接地的目的。 以上就是接地技术的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

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  • 你知道电子工程师所研究的EMI电磁屏蔽是什么吗?

    你知道电子工程师所研究的EMI电磁屏蔽是什么吗?

    人类社会的进步离不开社会各阶层的努力,各种电子产品的升级离不开设计师的努力。实际上,许多人不了解电子产品的组成,例如EMI。噪声和辐射是电子工程师的主要研究对象,这就是我们所说的EMI电磁屏蔽。 EMI屏蔽后隐藏着什么样的真实面孔? 可能导致电子设备,设备或系统的性能下降甚至出现故障,损坏生命或无生命物质的任何电磁现象都称为电磁干扰(EMI)。几乎每种电子设备都会产生不同级别的电磁干扰信号,这是不希望的电磁信号。该信号可以电磁辐射的形式辐射,或者可以通过载流导体(例如电力线和电缆)传输。 干扰辐射源 而电子技术的日新月异,各种电子器材也相继出现在我们的四周,这些器材有的是单独动作的,有的是须和其它器材组合一起而构成整个系统动作的;而这些电子器材的电路工作方式有些是类比的,有些是数位的,或是类比与数位两者皆有的。在这些日益增多的电子设备及大能量设施里,亦造成了极为严重的电磁信号污染,即电磁干扰(Electro-Magnetic InterferenceEMI)。 由于电磁信号的性质,无法避免噪声的存在,但是可以大大降低其影响。应该注意的是,该设备在操作期间不会受到其他设备的影响,就像该设备不会受到其他设备的影响一样。电磁敏感性是电路系统在受到干扰后保持正常运行的能力。此灵敏度取决于所施加的噪声级别,并且不同的应用程序(例如汽车,医疗,军事和其他领域)具有不同程度的灵敏度。每个电路,设备或系统必须经过适当设计,以尽可能降低辐射水平,以仅对高水平的电磁场实现灵敏度。 电子产品现在也是电磁干扰的主要来源之一,如吹风机、洗衣机、冷气机、电冰箱、电梯、日光灯、电动缝纫机、录放影机、电焊机及高周波设备等等;另外电力线也会产生很多的干扰问题。除了人为的噪声外,自然界也会产生许多干扰的问题,如静电、雷击及来自外层空间的噪声等等,总而言之,我们的生活圈里充满着电磁干扰,而且似乎生活水准愈高,问题也就愈严重。 EMC认证 通常,电子设备安装在壳体中。该金属壳在限制电磁屏蔽方面是极好的,但是相对而言是不完整的。 PCB和外壳之间的连接处将有孔或缝隙,并且电磁场将穿过这些孔或缝隙。简而言之,EMI屏蔽将覆盖这些孔或插槽。另外,许多产品设计中存在一个普遍问题:仅在设计周期的最新阶段才考虑EMC认证。 因此,一套工具和生态学在EMI屏蔽中起着至关重要的作用,而无需再次修改PCB。小型化和高性能一直是电子产品发展的全球趋势。 PCB具有越来越短的上升时间和越来越快的数字电路。上升时间越短,带宽越大,波长越小。当电路中的波长等于PCB的物理尺寸时,将出现某些问题。如果这些波长足够小,它们可能会到达外部并干扰其他设备。 计算EMI屏蔽效果和趋肤深度 无数种EMI屏蔽罩具有不同的材料和形状,但总的来说,最终目的是限制电磁场。 屏蔽元件用作防止电磁辐射的屏障。 实际上,这种屏蔽方法的过程具有很大的衰减,这将取决于电磁波和屏蔽元件的材料。 当波撞击屏蔽材料时,会生成两个新波,包括反射波和透射波。 因此,入射波的能量将分裂为这两个波。 EMI屏蔽类型 EMI屏蔽的类型将在很大程度上取决于产品的类型,电磁要求和环境条件。最常见的EMI屏蔽如下:-EMI垫片-EMI屏蔽带-金属夹屏蔽柜EMI垫片EMI垫片用于覆盖两个机械表面之间不规则但存在的微孔。这些垫片也可用于改善接地。它们具有粘性部件和许多轮廓,因此可以轻松地安装在不同类型的机械接头中。 本文只能使您对EMI屏蔽有一个初步的了解。这对您入门很有帮助。同时,它需要不断总结,以便您可以提高自己的专业技能。也欢迎您讨论本文的一些知识点。

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  • 你知道常见的解除电磁干扰的方法有哪些吗?

    你知道常见的解除电磁干扰的方法有哪些吗?

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如EMC。工程师们对于EMC在熟悉不过了,滤波电容器、共模电感、磁珠分别为消除电磁干扰的三大法宝。但是对于很多工程师而言,是通过什么怎么才能解除电磁干扰的还不是很明白。 01滤波电容 尽管从滤除高频噪声的观点来看,电容器的谐振是不希望的,但是电容器的谐振并不总是有害的。当确定要滤除的噪声的频率时,可以调节电容器的容量,以使谐振点恰好落在干扰频率上。在实际工程中,要过滤的电磁噪声的频率通常高达数百MHz,甚至超过1 GHz。对于此类高频电磁噪声,必须使用馈通电容器来有效滤除。 普通电容器不能有效滤除高频噪声的原因有两个:一是电容器引线电感引起电容器谐振,对高频信号呈现出大阻抗,削弱了高频的旁路效应。信号;另一个原因是导线之间的寄生电容导致高频信号耦合,从而降低了滤波效果。 02共模电感 由于EMC面临的大多数问题是共模干扰,所以共模电感器也是我们常用的强大组件之一。共模电感器是具有铁氧体磁芯的共模干扰抑制设备。它由两个大小相同且匝数相同的线圈对称地缠绕在相同的铁氧体环形磁芯上形成一个四端子组成。该器件对共模信号的大电感有抑制作用,但影响很小差模信号的漏感很小。 原理是,当共模电流流过时,磁环中的磁通量会相互叠加,从而具有很大的电感并抑制共模电流。当两个线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感,因此差模电流可以通过而不会衰减。因此,共模电感可以有效地抑制平衡线路中的共模干扰信号,并且对线路正常传输的差模信号没有影响。 03磁珠 在产品数字电路的EMC设计过程中,我们经常使用磁珠。铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金。该材料具有高磁导率。它可以在电感器的线圈绕组之间。在高频高电阻的情况下产生的电容最小。 铁氧体材料通常用于高频场合,因为它们主要是低频下的电感特性,因此线损非常小。在高频情况下,它们主要表现出电抗特性比并随频率变化。在实际应用中,铁氧体材料被用作射频电路的高频衰减器。实际上,铁氧体更好地等效于电阻和电感的并联连接。电阻在低频时被电感短路,而电感的阻抗在高频时变得很高,因此所有电流都流过电阻。 铁氧体是一种消耗设备,其上的高频能量被转换成热能,而热能由其电阻特性决定。铁氧体磁珠比普通电感器具有更好的高频滤波特性。铁氧体在高频下是电阻性的,等效于具有非常低品质因数的电感器,因此它可以在相对较宽的频率范围内保持相对较高的阻抗,从而提高了高频滤波的效率。 在低频范围内,阻抗由电感的感抗组成。在低频下,R很小,磁芯的导磁率很高,因此电感很大。 L起主要作用,电磁干扰得到反射和抑制;磁芯损耗很小,整个器件是一个低损耗,高Q电感器。该电感可能会引起谐振。因此,在低频段,使用铁氧体磁珠后干扰可能会增加。 在高频范围内,阻抗由电阻成分组成。随着频率增加,磁芯的磁导率减小,从而导致电感器的电感减小和电感性电抗分量减小。然而,此时,磁芯的损耗增加并且电阻分量增加,导致总阻抗增加。当高频信号通过铁氧体时,电磁干扰被吸收并转化为热量散发。 针对我们所要滤波的频段需要选取磁珠阻抗越大越好,通常情况下选取600欧姆阻抗以上的。另外选择磁珠时需要注意磁珠的通流量,一般需要降额80%处理,用在电源电路时要考虑直流阻抗对压降影响。在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

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  • LED驱动器成为一对一的伺服器件的那些原因,你知道吗?

    LED驱动器成为一对一的伺服器件的那些原因,你知道吗?

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的LED驱动电源,那么接下来让小编带领大家一起学习LED驱动电源。 LED是半导体设备中最敏感的设备之一。由于其负温度特性,在使用过程中需要对其进行稳定和保护,从而产生了驱动的概念。 LED应用几乎涵盖了电子应用的每个领域。几乎无法预测发光强度,光色和开关控制的变化。因此,LED驱动器几乎变成了一对一的伺服设备,从而使该设备系列的成员变得多样化。从这个角度出发,有必要深入了解LED驱动器的参数。 LED电源的类型很多,各种电源的质量和价格差异很大。这也是影响产品质量和价格的重要因素之一。 LED驱动电源通常可分为三类,一类是开关恒流源,另一类是线性IC电源,第三类是电阻电容降压电源。 变压器用于将高压转换为低压,并进行整流和滤波以输出稳定的低压直流电。开关恒流源分为隔离电源和非隔离电源。隔离是指输出高低压隔离,安全性很高,所以对外壳的绝缘要求不高。非隔离安全性稍差,但成本相对较低。传统的节能灯使用非隔离电源,并使用绝缘的塑料外壳进行保护。 LED驱动电源是将电源转换为特定电压和电流以驱动LED发光的电源转换器。通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流电(即市电),低压直流电,高压直流电,低压高频交流电(例如电子变压器的输出),等等。 用户看到电源上标出的输入电压范围为85-265VAC,而在实际使用中为100-240VAC。实际上,在安全认证过程中,进行了所谓的±10%的严格测试(IEC60950的+ 6%至10%的严格测试),因此电源规格中定义的电压范围不会引起使用问题;并标明电源符合安全规定,并确保用户可以正确输入电源。 使用一个IC或多个IC分配电压,电子元件的类型很少,功率因数和功率效率非常高,不需要电解电容器,寿命长且成本低。缺点是输出高电压是非隔离的,并且存在频闪现象。这要求保护外壳免受电击。市场声称没有(de)电解电容器,而且寿命超长,都使用线性IC电源。 IC驱动电源具有高可靠性,高效率和低成本的优点。它是未来理想的LED驱动电源。 其输出电流是恒定的,理想的电路是无论LED的特性曲线如何变化,驱动电源的电流都保持不变。但是受限于元件的精度,仍然会有少量变化,并且该变化也是判断驱动电路是否良好的重要参数。 LED导通和电压的功能是非线性的“三阶段”关系,因此保持恒定电流非常重要。 过压/过流/过载/过热故障保护是指由于内部和外部条件(例如输入电源,负载,环境,冷却电路或设备故障以及电源)的变化而威胁电源安全的电源。供应无法正常工作。相关的电路功能被激活,并发生保护动作。 高效发光二极管是节能产品,驱动电源的效率应该很高。对于在灯泡中安装电源的结构而言,这一点尤其重要。由于LED的发光效率随着LED温度的升高而降低,因此LED的散热非常重要。电源效率高,功耗小,灯中产生的热量少,减少了灯的温度上升。延迟LED的光衰减是有益的。 LED的寿命是指发生光衰减的时间。恒流驱动器控制LED的电流,以确保LED芯片的结温不会太高,并防止半导体芯片,封装材料和荧光材料的异常老化。 LED的发光强度不会下降太快(即光衰减)。使用其他类型的电源无法控制LED的恒定电流,并且温度上升难以控制,从而导致光衰的发生。 相信通过阅读以上内容,每个人对LED驱动电源都有初步的了解。同时,我希望每个人都能在学习过程中进行总结,以不断提高他们的设计水平。

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  • 你知道无线传感器和有线传感器的不同点有哪些吗?

    你知道无线传感器和有线传感器的不同点有哪些吗?

    在当今高度发展的科学技术中,各种各样的高科技出现在我们的生活中并为我们的生活带来便利,那么您是否知道这些高科技可能包含的无线传感器和有线传感器? 传感器已成为物联网等许多领域发展的重要组成部分。它将信息传输到所需的位置,并通过计算机远程控制该过程。由于传感器是这些设备工作方式的主要焦点,因此使用正确的传感器非常重要。那么,工程师能否正确分类有线传感器和无线传感器? 有线传感器是日常生活中最常见的传感器。在许多情况下,有线传感器是最可靠的系统之一,因为它们将传感器直接连接到接收输入的设备。这意味着有线传感器也是最耐用的系统,不需要经常更换。但是,应该注意的是,有线系统需要大量空间,维护起来要复杂得多。基于传感器的设计用途,随着使用更多的传感器,此负担的大小将增加。 作为无线传感器的替代,无线传感器在基于传感器的应用中变得越来越普遍。这主要是因为它们安装便宜且易于维护。另外,应该注意,无线传感器网络可以提供更大的灵活性。这使得更容易使传感器系统适应用户的需求。无线配置消除了导线损坏。在可能存在振动,电线疲劳或高温的恶劣工作环境中,电线容易损坏。对于旋转轴测量,无线系统不需要使用滑环。此外,穿过铰链接头和连杆末端的线材也容易受到损坏。 尽管有这些好处,无线传感器仍然有一些缺点。例如,它们通常受距离限制,因为数据传输的速度取决于接收设备相对于传感器的位置。与此相比,有线传感器的数据传输时间更可预测。如果您问无线传感器和有线传感器有什么区别?当然,从产品的主要功能和用途来看,有线传感器和无线传感器用于监视特定的工作条件并提取物理或化学数据以进行监视。从这个意义上讲,无线传感器是传统传感器的扩展。 尽管无线感测系统的成本可能会有些高,但是无线系统的安装速度更快,并且总体安装成本较低(尤其是对于偏远地区)。无线系统的数据收集更便于现场诊断和实施售后解决方案。 那么,与传统的有线传感器相比,无线传感器有何优势? 1.无线传感器具有很高的灵活性,适用于需要移动但布线不方便的场合,例如起重机,移动装瓶设备,运输行业,自动引导车辆系统和单轨输送机。 2.无线传感器安全性高。随着技术的发展和新威胁的不断出现,升级安全维护的能力至关重要。新的加密策略和秘密数据传输表明,无线安全级别将超过有线系统。此外,在某些危险的极端环境中(例如,接线不便的爆破场合),无线传感器可以确保人员安全。 3.无线传感器可靠性高。无线传感器可以避免运动引起的损坏,例如长拖链引起的电线弯曲以及旋转运动引起的电缆扭曲和断裂。同时,消除了由有线网络中的连接器引起的故障因素。 4.无线传感器可以大大减轻人员的工作量。无线传感器会受到桥梁,河流,山脉和河流等地形的影响。在这些地形中不能随意构造电缆。无线传感器可以减少人工成本和工程周期。当发生故障时,无线传感器检查站将更加集中,这可以避免过去沿线巡逻的繁琐任务。 5.无线传感器的成本低。与有线传感器相比,无线传感器在安装,维护,故障诊断和升级布线成本方面具有明显的成本优势。 随着越来越多的办公室,建筑物和设备适合在现代世界中工作,在无线和有线世界之间进行选择的决定已成为最重要的问题。尽管无线传感器具有许多优点,但是有线传感器也不是全部都不理想。如何选择正确的传感器传输方法:有线和无线并不重要。选择“时间,地点和人员”传感器以接收输入很重要。以上是值得学习的无线传感器和有线传感器的详细分析。希望您在接触时能提供一些帮助。如有任何疑问,也可以与小编讨论。

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  • PCB设计过程中需要特别注意的重要因素,你知道有哪些吗?

    PCB设计过程中需要特别注意的重要因素,你知道有哪些吗?

    随着社会的飞速发展,我们的射频电路也在迅速发展,那么您知道射频电路的详细分析吗?接下来,让小编带领您学习更多有关的知识。射频缩写为RF射频是射频电流,是高频交流电磁波的缩写。每秒变化少于1000次的交流电称为低频电流,每秒变化超过1000次的交流电称为高频电流,而射频就是这样的高频电流。有线电视系统使用射频传输。 无线发射器和接收器在概念上分为两部分:基本频率和射频。基本频率包括发送器的输入信号的频率范围和接收器的输出信号的频率范围。基本频率的带宽决定了数据可以在系统中流动的基本速率。基本频率用于提高数据流的可靠性,并减少发送器在特定数据传输速率下施加在传输介质上的负载。因此,在PCB上设计基频电路时,需要大量的信号处理工程知识。发射机的射频电路可以将处理后的基带信号转换和上变频到指定的信道,并将该信号注入传输介质。相反,接收器的射频电路可以从传输介质获得信号,并将频率转换为基频并将其降低为基频。 影响射频设计和模拟设计的关键因素是射频电路的阻抗。在低频处,在距负载走线的不同距离处测量时,负载阻抗保持恒定。对于大多数应用,它也不取决于迹线宽度或其均匀性。因此,迹线仅表示为低频节点。但是,在高频下,在距负载不同距离处测量时,RF电路的阻抗(Z)会发生变化。这种变化还取决于基板的尺寸和所使用的RF迹线。因此,布线也已成为RF原理图中的设计元素。 发射器有两个主要的PCB设计目标:首先,它们必须发射特定功率,同时消耗尽可能少的功率。其次,它们不会干扰相邻通道中收发器的正常运行。就接收器而言,PCB的主要设计目标是三个:首先,它们必须准确地恢复小信号;其次,它们必须能够消除所需信道之外的干扰信号;最后,像发射器一样,它们必须消耗很少的功率。 普通移动电话的射频电路由三个电路组成:接收路径,发送路径和本地振荡器电路。它主要负责接收信号的解调;传输信息调制。 即使存在较大的干扰信号(障碍物),接收机也必须对小信号非常敏感。当试图接收微弱或长距离的传输信号,并且附近的一个强大的发射机正在相邻信道中广播时,会发生这种情况。干扰信号可能比预期信号大60至70 dB,并且在接收器的输入阶段可能被大量覆盖,或者接收器在输入阶段会产生过多的噪声以阻止正常信号的接收。如果在输入阶段,干扰源将接收机驱动到非线性区域,则会出现上述两个问题。为避免这些问题,接收器的前端必须非常线性。 传输线是一种通过定义的路径传输电磁能的介质。射频引脚和天线之间的同轴电缆,波导和射频走线均为传输线。大多数射频走线是传输线,例如微带线和共面波导。 接收器必须非常敏感以检测小的输入信号。一般来说,接收器的输入功率可以小至1μV。接收器的灵敏度受到其输入电路产生的噪声的限制。因此,噪声是接收机PCB设计中的重要考虑因素。此外,使用仿真工具预测噪声的能力是必不可少的。图1是典型的超外差接收器。 失真在发射机中也起着重要作用。由发射器在输出电路中产生的非线性可能会在相邻通道中扩展发射信号的带宽。这种现象称为“光谱再生长”。在信号到达发射机的功率放大器(PA)之前,其带宽受到限制;但是PA中的“互调失真”将导致带宽再次增加。如果带宽增加太多,则发射机将无法满足其相邻信道的功率要求。以上是对射频电路相关知识的详细分析。我们需要继续在实践中积累经验,以便我们可以设计更好的产品并更好地发展我们的社会。

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  • 关于锂电池保护板行业大而不强的原因分析,你了解吗?

    关于锂电池保护板行业大而不强的原因分析,你了解吗?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的锂电池保护板吗? 锂电池(可充电)需要保护措施的原因取决于其使用价值特征。主要原因是锂电池使用价值的材料决定了它不能过充电,过充电,过电流,短路故障以及高温高压充电和放电。因此,锂电池部件始终配有精致的保护板,并且会出现整条电流保险丝。锂电池的保护功能通常是通过保护电路板和PTC的配合来实现的。该保护板由电子电路组成,可以在-40℃至+ 85℃的环境下随时准确地监控电池单元。充电和放电控制回路的电压和电流控制电流控制的开和关及时循环; PTC可以防止电池在连续高温环境中造成相对较差的损坏。 时至今日,我国锂电池保护板产业规模大但不强的问题依然存在。锂电池保护板在我们有限的市场中仍然发挥着重要作用,其流动性相对较大。在这个市场的激烈竞争下,产品的价格也不稳定,并且仍然处于波动状态。关于价格问题,有许多因素导致价格波动。 锂电池保护电路,锂电池保护板(充电式)是否需要保护措施,取决于其使用价值特性。主要原因是锂电池保护板中使用的材料的值决定了它不能过充电,过充电,过电流,短路故障以及高温高压充电和放电。因此,锂电池保护板始终伴随着锂电池组件。出现了复杂的保护板和整条电流保险丝。 锂电池保护板是对串联连接的锂电池组进行充电和放电的保护。它是为锂电池生产的。由于电池本身没有太多保护,因此经常会遭受许多外部冲击和损坏。然后,为了保护产品,许多锂电池保护板制造商在生产时更加谨慎,特别是在外壳和与锂电池的匹配度上。 锂电池的保护措施功能一般而言由保护措施电路板和PTC等电流器件协作进行,保护板是由电子线路组成,在-四十℃至+八十五℃的环境下时时刻刻准确的监视电芯的电压和充放控制回路的电流,及时性控制电流控制回路的通断;PTC在持续高温环境下避免电池造成相对恶劣的毁坏。 温度保护,一般温度保护的这个功能往往只会在智能电池上才可以发挥着其重要的作用。主要是检测电池的温度来断开总开关来保护电池本身或负载,该功能也是有坏境限制的,而环境也不是我们可以轻易控制的事情,其中含有太多比较复杂的东西,所以会比较难选择。 普通锂电池保护板一般而言包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、ID、存储器等。在这当中控制IC,在确定没问题的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路导通,而当电芯电压或控制回路电流超过规定值时,它立刻控制MOS开关关闭,保护措施电芯的安全。 锂电池保护板制造商的抗风险能力太差。原因是锂电池保护板制造商不知道如何发展,他们必须通过。有许多锂电池保护板制造商只是想发财。这样的锂电池保护板制造商从未想过扩大其制造商。客观地说,他们只是不想长大,也不知道如何建立自己。锂电池保护板品牌。说他们不想长大,更多的是强调缺乏战略支持的管理系统。 从理论上讲,电源多节电池保护板没有太多的电子技术内容,例如电路和软件处理,并且选择太多。主要原因是如何使保护元件稳定,可靠,安全,实用。当然,价格就是其中之一。要真正做好,这是一个非常复杂和谨慎的工作周期。如果要比较经验与技术价值的比率,则此技术仅占20%。经验占80%。没有三到五年的经验,在动力电池保护板上仍然很难做好。 以上就是锂电池保护板的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

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  • 适用于牵引应用和模块化变换器设计的全碳化硅MOSFET

    适用于牵引应用和模块化变换器设计的全碳化硅MOSFET

    随着全球多元化的发展,我们的生活也在不断变化,包括我们接触过的各种电子产品。然后,您一定不知道这些产品的某些组件,例如现在的碳化硅mosFET器件。碳化硅功率器件近年来越来越广泛应用于工业领域,受到大家的喜爱,不断地推陈出新,大量的更高电压等级、更大电流等级的产品相继推出,市场反应碳化硅元器件的效果非常好,但似乎对于碳化硅元器件的普及还有很长的路要走。 三菱电机开发了一种新型全碳化硅mosFET器件,它的额定电流为3.3 kV / 750A。它使用最新的LV100封装,特别适合于牵引应用和模块化转换器设计。下面,本文将重点介绍这种全碳化硅器件,并详细说明其在牵引应用中的优势。基于碳化硅材料的功率器件被认为是现代功率电子技术的一项重大创新。与传统的硅基器件相比,碳化硅器件的设计可以实现更高效,更紧凑的转换器,从而降低能耗并使用高成本的材料。 在过去的20年中,三菱电机开发并商业化了具有不同电压等级的碳化硅功率器件,这些器件已用于各种应用中。目前,由于在机车牵引和其他应用中碳化硅器件的现场应用方面的多年经验,三菱电机已开发出新的新型全碳化硅2单元MOSFET模块FMF750DC-66A,额定电压为3.3。电流为750 A,特别适合于高性能牵引变流器和柔性变流器的设计。 由于具有快速的开关瞬态特性,所有碳化硅器件都需要具有低杂散电感的合适封装。 FMF750DC-66A的电压和功率水平使用最先进的封装技术:LV100封装。封装的内部杂散电感小于10 nH,并且具有简单并联的特性。此外,封装的内部设计可确保模块内部芯片之间的最佳电流分配。 与Si器件相比,SiC(碳化硅)具有三个优点:更高的击穿电压强度;较低的损失;更高的热导率。这些特性意味着SiC器件可用于高压,高开关频率和高功率密度应用。随着SiC模块的功率制造水平的提高,SiC将变得越来越适合用于电动车辆驱动器的半导体器件。 SiC器件的使用是实现电动汽车驱动器高功率密度的有效手段。目前,将SiC功率模块应用于电机驱动逆变器的研究越来越多。丰田汽车公司已将SiC功率模块应用于混合动力汽车。 由于SiC器件具有低损耗特性,因此与Si器件相比,SiC器件仅需要较小的芯片面积即可实现相同的输出功率。同时,SiC器件可以在高频下工作,这有助于减小功率器件周围的无源器件的体积。在相同的功率水平下,联合电子公司开发的SiC逆变器的体积是批量生产的Si逆变器的一半以上。 所有碳化硅器件的另一个重要优点是降低了开关损耗,这也得益于单极器件的特性。这种类型的设备没有反向恢复和尾电流,因此与基于硅的双极型设备相比,它大大降低了开关损耗并允许更高的开关频率。设备开启,关闭和反向恢复期间的总功耗。与硅基IGBT相比,所有碳化硅MOSFET模块的开关损耗降低了80%至90%。 SiC-MOSFET是碳化硅功率电子器件研究中最关注的器件。如今,当Si材料接近理论性能极限时,SiC功率器件因其高耐压,低损耗和高效率而一直被视为“理想器件”。但是,与以前的硅材料器件相比,SiC功率器件的性能和成本之间的平衡以及对高科技的需求将成为SiC功率器件真正普及的关键。 较高的开关频率允许转换器制造商在电网滤波器设计中使用较高的谐振频率,因此将减少LCL滤波器所需的电感和电容,从而减小尺寸,成本和损耗,并实现转换器的更多动态控制。另外,对于机器侧逆变器或DC-DC转换器,较高的开关频率允许设计更紧凑的高速驱动器和中频转换器。 在研究和设计过程中,可能会存在这样或那样的问题,这要求我们的科研工作者不断总结设计过程中的经验,以促进持续的产品创新。

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  • 关于IGBT的工作原理以及它的优缺点分析,你了解吗?

    关于IGBT的工作原理以及它的优缺点分析,你了解吗?

    什么是绝缘栅双极型晶体管?在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的绝缘栅双极型晶体管,那么接下来让小编带领大家一起学习绝缘栅双极型晶体管。 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)又称绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,因此,可以把其看作是MOS输入的达林顿管。它融合了MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点,具备易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高 (10-40 kHz) 等特点,已逐步取代晶闸管和GTO(门极可关断晶闸管),是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、 UPS 及逆变焊机当中。 GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 IGBT由栅极(G)、发射极(E)和集电极(C)三个极控制。如图1,IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。由图2可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止。 当前,世界上各大公司已把IGBT发展到第三代、第四代,IGBT器件早已完成集成化、模块化,模块的简化电路与GTR模块相似,其驱动电路也已完成模块化。其导通压降可在1.5~开2.0V范围,关断时间为0.2~0.3pus, 其额定电压和电流等级也在不断提高。在中小容量的变频器中1GBT已经取代了GTR,在多电平(如三电平)、高电压的变频器中也广泛使用。 双极晶体管具有优异的低正向导通压降特性,虽然可以得到高耐压、大容量的元件,但是它要求的驱动电流大,控制电路非常复杂,而且交换速度不够快。IGBT正是作为顺应这种要求而开发的,它是由MOSFET(输入级)和PNP晶体管(输出级)复合而成的一种器件,既有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的特点(控制和响应),又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点(功率级较为耐用),频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十KHz频率范围内。 如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低则IGBT不能稳定的工作,如果过高甚至超过栅极—发射极之间的耐压,则IGBT可能会永久损坏。同样,如果IGBT集电极与发射极之间的电压超过允许值,则流过IGBT的电流会超限,导致IGBT的结温超过允许值,此时IGBT也有可能会永久损坏。 因为IGBT工作时,其漏极区(P区)将向漂移区(N区)注入少数载流子一 空穴,则在漂移区中存储有少数载流子电荷;当IGBT关断(栅极电压降为0)时,这些存储的电荷不能立即去掉,从而IGBT的漏极电流也就相应地不能马上关断,即漏极电流波形有一个较长时间的拖尾关断时间较长(10~50ms)。 基于这些优异的特性,IGBT一直广泛使用在超过300V电压的应用中,模块化的IGBT可以满足更高的电流传导要求,其应用领域不断提高,今后将有更大的发展。IGBT的结构与特性:如图1所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+区称为源区,附于其上的电极称为源极(即发射极E)。N基极称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极(即门极G)。 相信通过阅读上面的内容,大家对绝缘栅双极型晶体管有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

    功率器件 半导体 电压驱动 IGBT

  • 关于大功率 IGBT模块的特点以及发展趋势,你了解吗?

    关于大功率 IGBT模块的特点以及发展趋势,你了解吗?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的大功率 IGBT模块吗? 功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等,是电子装置中电能转换与电路控制的核心。功率半导体器件种类众多,按集成度可分为功率IC、功率模块和功率分立器件三大类,其中功率分立器件中MOSFET、功率二极管、IGBT占比较大,是最主要的品类。 绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是在金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和双极晶体管(Bipolar)基础上发展起来的一种新型复合功率器件,具有MOS输入、双极输出功能。IGBT集Bipolar器件通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好的优点于一身。作为电力电子变换器的核心器件,为应用装置的高频化、小型化、高性能和高可靠性奠定了基础[1]。 单一功能型的大功率igbt驱动保护电路一般是由光耦和功率缓冲器构成, hcpl-3150如等,如图1所示.它将普通控制信号的 ttl/cmos 输入电平信号转变为正负十几伏的 igbt 门 极驱动输出电平,正负电平的幅值取决于隔离电源.工程师进行设计时可将它配上隔离电源电路,死区控制电路,逻辑处理电路,门极驱动 电阻等,就可直接驱动 igbt,形成最简单的大功率 igbt 驱动保护电路;也可以自己配上一些 外围电路形成多功能型驱动器. 单一功能型的大功率 igbt 驱动保护电路的最大优点是应用灵活,成本较低. 自IGBT商业化应用以来,作为新型功率半导体器件的主型器件,IGBT在1—100kHz的频率应用范围内占据重要地位,其电压范围为600V—6500V,电流范围为1A—3600A(140mm x 190mm模块)。IGBT广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。 多功能型的大功率 igbt 驱动保护电路除了提供直接驱动 igbt 的功能之外,还可以提供 完善的保护功能,如 hcpl-316j, m57962 等,如图 2和图 3所示,它们一般采用混合厚膜 封装技术或者采用集成封装技术, 可以直接兼容 cmos/ttl 电平.工程师进行设计时一般只需 要配上隔离电源电路,死区控制电路,逻辑处理电路,门极驱动电阻等,就可以成为一个较 为完整的大功率 igbt 驱动保护电路. 目前,世界各大功率半导体公司对IGBT的研发热潮日益高涨,研究步伐和技术革新日益加快,IGBT芯片的设计与生产厂家有英飞凌(Infineon)、 ABB、三菱(Mitsubishi Electric)、Dynex(中国南车,CSR)、IXYS Corporation、International Rectifier、Powerex、Philips、Motorola、Fuji Electric、Hitachi、Toshiba等,主要集中在欧、美、日等国家。因为种种原因,国内在IGBT技术研究开发方面虽然起步较早,但进展缓慢,特别是在IGBT产业化方面尚处于起步阶段,作为全球最大的IGBT应用市场,IGBT模块主要依赖进口。 目前 igbt 的开通电压一般采用+15v 电压源驱动, 有人已经提出发展恒流源驱动的方法, 认为可以克服 igbt 的"米勒"电容效应,使 igbt 的导通更加可靠.igbt 的关断电压从最初的 0 v,到后来的-7v 左右,低频下普遍使用-15v. 商用IGBT的体结构设计技术的发展经历了从穿通(Punch Through,PT)到非穿通(Non Punch Through,NPT),再到软穿通(Soft Punch Through,SPT)的过程,如图3所示[3]。而在穿通结构之前,IGBT的体结构是基于厚晶圆扩散工艺的非穿通结构,背部空穴的注入效率很高,由于器件内部的寄生晶闸管结构,IGBT在工作时容易发生闩锁,因此很难实现商用。随着外延技术的发展,引入了N型缓冲层形成穿通结构,降低了背部空穴注入效率,并实现了批量应用,但由于外延工艺的特点,限制了高压IGBT的发展,其最高电压等级为1700V。 以上就是大功率 IGBT模块的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

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