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  • 72V 混合式 DC/DC 方案使中间总线转换器尺寸锐减 50%

    72V 混合式 DC/DC 方案使中间总线转换器尺寸锐减 50%

    背景资讯 大多数中间总线转换器 (IBC) 使用一个体积庞大的电源变压器来提供从输入至输出的隔离。另外,它们一般还需要一个用于输出滤波的电感器。此类转换器常用于数据通信、电信和医疗分布式电源架构。这些 IBC 可由众多供应商提供,而且通常可放置于业界标准的 1/16、1/8 和 1/4 砖占板面积之内。典型的 IBC 具有一个 48V 或 54V 的标称输入电压,并产生一个介于 5V 至 12V 之间的较低中间电压以及从几百 W 至几 kW 的输出功率级别。中间总线电压用作负载点稳压器的输入,将负责给 FPGA、微处理器、ASIC、I/O 和其他低电压下游器件供电。 然而,在被称为 “48V Direct” 的许多新型应用中,IBC 中无需隔离,这是因为上游 48V 或 54V 输入已经与危险的 AC 电源进行了隔离。在很多应用中,热插拔前端设备需要使用一个非隔离式 IBC。因此,在许多新型应用中设计了内置的非隔离式 IBC,从而显著地缩减了解决方案尺寸和成本,同时还提高了工作效率并提供了设计灵活性。图 1 示出了一种典型的分布式电源架构。 图 1:典型的分布式电源架构 既然在有些分布式电源架构中允许非隔离式转换,因此对于该应用可以考虑使用单级降压型转换器。它将需要在一个 36V 至 72V 的输入电压范围内工作,并产生一个 5V 至 12V 输出电压。Analog Devices 提供的 LTC3891 可用于这种方法,该器件在相对低的 150kHz 开关频率下工作时能提供约 97% 的效率。当 LTC3891 工作在较高频率时,由于随着相对高的 48V 输入电压而出现 MOSFET 开关损耗,因而效率会有所下降。 一种新方法 一种创新型方法将开关电容转换器与同步降压组合起来。开关电容器电路将输入电压减小一半之后将其馈入同步降压型转换器。这种将输入电压减半并随后降压至期望输出电压的方法可实现较高的效率,或者通过使器件以高得多的开关频率工作,可大幅缩减解决方案尺寸。其他好处包括较低的开关损耗和减低的 MOSFET 电压应力,这得益于开关电容器前端转换器固有的软开关特性,因而可实现较低的 EMI。图 2 显示出这种组合是怎样构成混合式降压型同步控制器的。 图 2:开关电容器 + 同步降压 = LTC7821 混合式转换器 新型高效率转换器 LTC7821将开关电容器电路与一个同步降压型转换器相结合,可使 DC/DC 转换器解决方案尺寸相比其他传统降压型转换器替代方案锐减 50% 之多。这种改善是通过将开关频率提高 3 倍实现的,并未牺牲效率。或者,当工作于相同的频率时,基于 LTC7821 的解决方案能提供高达 3% 的效率升幅。其他优势包括低 EMI 辐射 (因采用软开关前端所致),非常适合功率分配、数据通信和电信以及新兴 48V 汽车系统中的新一代非隔离式中间总线应用。 LTC7821 在 10V 至 72V (80V 绝对最大值) 的输入电压范围内工作,并能产生几十安培的输出电流,这取决于外部组件的选择。外部 MOSFET 以一个固定的频率 (可设置范围为 200kHz 至 1.5MHz) 执行开关操作。在典型的 48V 至 12V / 20A 转换应用中,当 LTC7821 的开关频率为 500kHz 时可获得 97% 的效率。而传统的同步降压型转换器只有以工作频率的 1/3 执行开关操作才能达到相同的效率,因而不得不使用大得多的磁性元件和输出滤波器组件。LTC7821 强大的 1Ω N 沟道 MOSFET 栅极驱动器最大限度提高了效率,并能够驱动多个并联的 MOSFET 以满足较高功率应用的要求。由于该器件采用了电流模式控制架构,因此多个 LTC7821 能以一种并联的多相配置工作,从而利用其卓越的均流能力和低输出电压纹波实现功率高得多的应用,并不会产生热点。 LTC7821 可执行许多保护功能,以在广泛的应用中实现强大的性能。基于 LTC7821 的设计还通过在启动时对电容器进行预平衡,消除了通常由开关电容器电路引起的浪涌电流。另外,LTC7821 还通过监视系统电压、电流和温度以发现故障,并使用一个检测电阻器以提供过流保护。当出现某种故障情况时,该器件停止开关操作并将 /FAULT 引脚拉至低电平。一个内置定时器可针对适当的重启 / 重试时间进行设定。其 EXTVCC 引脚使得 LTC7821 可依靠转换器的较低电压输出或其他高达 40V 的可用电源供电,从而降低了功耗并改善了效率。其他特点包括 ±1% 的输出电压准确度 (在整个温度范围内)、一个用于多相操作的时钟输出、一个电源良好输出信号、短路保护、单调性的输出电压启动、可选的外部基准、欠压闭锁和内部电荷平衡电路。图 3 示出了采用 LTC7821 将 36V 至 72V 输入转换为 12V/20A 输出时的电路原理图。 图 3:LTC7821 应用电路原理图,36VIN~72VIN 至 12V/20A 输出 图 4 中的效率曲线比较了对于将 48VIN 转换为 12VOUT/20A 输出的应用,三种不同类型转换器的效率水平,具体如下: 1. 运行频率为 125kHz 的单级降压,采用 6V 栅极驱动电压 (蓝色曲线) 2. 运行频率为 200kHz 的单级降压,采用 9V 栅极驱动电压 (红色曲线) 3. 运行频率为 500kHz 的 LTC7821 混合式降压,采用 6V 栅极驱动电压 (绿色曲线) 图 4:效率比较和变压器尺寸缩减 基于 LTC7821 的电路在运行频率比其他转换器的工作频率高 3 倍之多的情况下可提供与其他同类解决方案相同的效率。这种较高的工作频率导致电感器尺寸减小了 56%,而总体解决方案尺寸则锐减 50% 之多。 电容器预平衡 当施加输入电压或启用转换器时,开关电容转换器通常具有非常大的浪涌电流,因而有可能导致电源损坏。LTC7821 运用了一种专有方案,以在启用转换器 PWM 信号之前对所有的开关电容器实施预平衡。于是,最大限度减小了上电期间的浪涌电流。此外,LTC7821 还具有一个可编程的故障保护窗口,以进一步确保电源转换器的可靠操作。这些特性使输出电压实现了平稳的软启动,就像任何其他传统电流模式降压型转换器一样。更多详情请参见 LTC7821 的产品手册。 主控制环路 一旦电容器平衡阶段完成,正常操作随即开始。MOSFET M1 和 M3 在时钟设定 RS 锁存器时接通,并在主电流比较器 ICMP 使 RS 锁存器复位时关断。MOSFET M2 和 M4 随后接通。ICMP 使 RS 锁存器复位时的峰值电感器电流受控于 ITH 引脚上的电压,该电压是误差放大器 EA 的输出。VFB 引脚接收电压反馈信号,由 EA 将该信号与内部基准电压进行比较。当负载电流增大时,会引起 VFB 相对于 0.8V 基准的轻微下降,这接着又导致 ITH 电压增加,直到平均电感器电流与新的负载电流相匹配为止。在 MOSFET M1 和 M3 关断之后,MOSFET M2 和 M4 接通,直到下一个周期的起点为止。在 M1/M3 和 M2/M4 的开关切换期间,电容器 CFLY 交替地与 CMID 串联连接或并联连接。MID 上的电压将大约位于 VIN/2。因此,这款转换器的工作就像传统的电流模式转换器一样,并具有快速和准确的逐周期电流限制功能以及针对均流的选项。 结论 将用于使输入电压减半的开关电容器电路与一个跟随其后的同步降压型转换器相结合 (混合式转换器),可使 DC/DC 转换器解决方案尺寸相比其他传统降压型转换器替代方案锐减 50% 之多。这种改善是通过将开关频率提高 3 倍实现的,并未牺牲效率。或者,该转换器也能在与现有解决方案占板面积相似的情况下实现 3% 的工作效率提升。这种新型混合式转换器架构还提供了其他优势,包括用于降低 EMI 和 MOSFET 应力的软开关切换。当需要高功率时,可利用其主动的准确均流能力,轻松将多个转换器并联起来。

    时间:2021-04-02 关键词: 总线 转换器 IBC

  • 物联网系统需要高集成度和小尺寸功率转换器

    物联网系统需要高集成度和小尺寸功率转换器

    电动汽车革命即将来临。汽车公司拼命地寻求技术优势,驱动电动汽车的电力电子设备正在迅速发展。诸如碳化硅(SiC)之类的宽禁带FET技术有望显着提高效率,减轻系统重量并减小电池体积。在汽车设计中,SiC兑现了这些承诺,并推动了下一代电动汽车的创新。 SiC和其他宽禁带器件的基本优势源于它们的带隙,价带顶部和导带底部之间的能量差。电子从低能价带移动到高能导带使材料导电。将电子从价带移动到导带需要1.1 eV。另一方面,SiC具有3.2 eV的带隙,因此将电子移动到SiC导带需要更多的能量。对于给定的芯片尺寸,这意味着比硅器件更高的击穿电压。实际上,SiC芯片的优势更像是为电动汽车量身定制的,例如尺寸更小、更低的导通电阻(RDSON)和更快的开关速度等。 电动汽车的三个主要限制是充电时间,续航里程和成本。将逆变器电路的高压部分(称为DC链路)升压至800 V或至1,000 V可以降低电流,从而使电缆和磁性件的重量更轻。更高的电压要求开关器件具有更高的击穿电压,通常高达1200V。对于标准的硅MOSFET,将击穿电压缩放到该水平并保持高电流是不切实际的,因为必需的管芯尺寸变得更大。双极硅器件(主要是绝缘双极栅晶体管(IGBT))可以解决此问题,但会牺牲开关速度并限制功率转换效率。SiC的宽带隙允许单极FET器件(具有显着较小的裸片尺寸)表现出与传统IGBT相同的击穿电压和额定电流。此特性为电源转换系统带来了数项改进,同时允许更高的直流母线电压并减轻了车辆的重量。 为了提高电动汽车的续航里程,要么必须增加电池容量,要么必须提高车辆的效率。通常,提高电池容量会增加成本,尺寸和重量,因此设计人员将精力集中在提高车辆电源转换系统的效率上。使用正确的开关设备,设计人员可以提高电源开关频率,以提高效率,同时减小磁性元件的尺寸,从而降低成本和重量。此外,高效转换器需要更少的散热和冷却系统。 SiC FET自然会适应这些高开关频率,因为它们在每个充电/放电周期中消耗的能量很少。此外,SiC的材料特性与较小的裸片尺寸相结合,可以在较高温度下运行,而损耗比IGBT低。 Cree Wolfspeed E3M0065090D汽车SiC FET的RDSON如何随温度变化 与IGBT不同,SiC FET具有RDSON规范,并且额定RDSON随温度变化很小。该概念对于大功率电动汽车应用至关重要,在这些应用中,开关设备可处理千瓦的功率并经常达到高温。此外,IGBT通常针对最大电流进行了优化。在小于最大负载时,它们的传导损耗急剧增加。但是,SiC FET在低负载下仍保持其效率。这种行为在汽车中尤其有用,在汽车中,诸如牵引逆变器之类的系统会长期在不同的负载下运行。 SiC FET的所有这些改进共同带来了更高的效率,更小的电池,更低的成本,从而设计出更强大的电动汽车。但是,采用SiC技术要求设计人员学习新技术,并且一些最重要的技术都集中在栅极驱动器上。 具有较小芯片尺寸和较高开关频率的SiC FET需要略微不同的栅极驱动技术。较小的裸片尺寸使SiC FET更容易受到损坏,而较高的频率则需要具有更高性能的栅极驱动器。最后,SiC FET在截止状态下通常需要较高的栅极驱动信号和负栅极电压。最新的隔离式栅极驱动器集成了满足所有这些要求所需的功能。 许多高压汽车系统使用隔离设备(例如隔离的栅极驱动器)将低压控制器与系统的高压部分分开。大多数SiC FET设计中使用的高开关频率会使隔离的栅极驱动器遭受快速瞬变的影响。具有至少100 kV / µsec的共模瞬变抗扰度(CMTI)的栅极驱动器可以承受这些瞬变。此外,驱动器的传播延迟和通道间偏斜通常必须低于10 ns,才能使设计在如此高速下保持稳定。随着汽车系统将直流链路电压提高,隔离式栅极驱动器还必须具有足够的最大绝缘工作电压(VIORM)。由于技术的进步,设计人员可以简单地选择满足SiC FET系统需求的隔离式栅极驱动器。 许多新的隔离式栅极驱动器,例如Silicon Labs Si828x,还包括集成的Miller钳位和去饱和检测,以保护SiC器件。在半桥或全桥配置中,桥下半部分的开关器件在上部器件导通时,漏极上的电压会快速变化。这种变化会在栅极中感应出电流,以耗尽寄生电容,否则该寄生电容会通过栅极放电并导通下部器件。这种“米勒寄生开启”会导致击穿现象,这将迅速损坏SiC器件。 Silicon Labs Si828x隔离式栅极驱动器上的集成米勒钳位。 当集成的米勒钳位达到预设阈值时,它会形成栅极到漏极的寄生电容。此外,异常负载情况可能导致开关设备跌落到饱和状态并受损。但是,Silicon Labs Si828x栅极驱动器中集成了一个去饱和电路。如果开关设备上的电压上升到配置的阈值以上,则栅极驱动器会迅速做出响应并正常关闭它。它使用软关断电路来限制开关设备上的感应关断电压。 对于SiC FET,保护电路必须快速反应(通常在1.8微秒以下)才能生效。通过将这三个功能集成到栅极驱动器中,设计鲁棒,可靠的SiC功率转换器会变得简单。 Silicon Labs Si828x隔离式栅极驱动器上的集成去饱和电路。 驱动SiC FET的最后一个方面是在关闭FET时使用负电压。负电压与米勒钳位一起工作,以确保FET处于截止状态,这是控制高频功率转换器中的直通电流的至关重要的一个方面。产生必要的负电压轨的方法超出了本文的范围。但是,选择带有集成DC/DC转换器的栅极驱动器通常会简化设计。 总而言之,SiC开关提供前所未有的更快开关速度,更高效率和更高功率密度。此外,高击穿电压和热特性是电动汽车动力系统的基础需求。这些优势,加上隔离式栅极驱动器的改进功能,使其成为电气化革命中的核心技术。

    时间:2021-03-30 关键词: 噪音 EMI 转换器

  • 适用于高音质音响设备的32位D/A转换器IC“BD34301EKV” 开始全面销售

    适用于高音质音响设备的32位D/A转换器IC“BD34301EKV” 开始全面销售

    全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)推出播放高分辨率声音源*1的高音质音响设备用的32位D/A转换器IC(以下称“DAC芯片”※)“BD34301EKV”及其评估板“BD34301EKV-EVK-001”,现已开始全面销售。 ※为了与音响设备的DAC区分,在这里表述为“DAC芯片”。 通常认为,音响设备的DAC芯片是决定音响设备音质的最重要部件之一,因为需要从高分辨率音源数据中更大程度地提取信息量并将其转换为模拟信号。一直以来,ROHM的音频产品开发都非常注重音质。例如,基于50年来的音频IC产品开发经验,建立了可充分提取音源信息量的“音质设计技术”,并推出了高音质的声音处理器IC和高音质的音响电源IC等。其中,“MUS-IC™”系列的性能获得了客户高度评价,并且正在被越来越多的客户用在高音质音响设备中。 “BD34301EKV”作为ROHM推出的音频IC的高端系列“MUS-IC™”中的DAC芯片,在开发之初就很注重“空间音效”、“规模感”及“静谧性”等欣赏古典音乐时的重要音质性能。凭借ROHM自有的音质设计技术,在决定音质的关键—信号处理电路设计过程中,采用边确认音质边设计电路的方式,成功地实现了目标音质。同时,低噪声(SN比)和低失真率(THD+N特性)作为音频产品的重要特性,也达到了业界极高水平(SN比130dB,THD+N-115dB),其性能非常适合高音质音响设备。此外,作为数字信号处理电路主要功能的内置数字滤波器采用可自定义的规格,有助于实现音响设备制造商所追求的理想音质效果。 另外,“BD34301EKV”已经被著名高端音响设备制造商Luxman Co.,Ltd.(以下简称“Luxman”)应用在其旗舰产品SACD/CD播放器“D-10X”中,为这款播放器实现理想的音质效果发挥了显著作用。该公司董事兼开发总部长长妻雅一先生在开发阶段就给予“BD34301EKV”很高的评价,称赞其性能和音质“在每个频段上都可以体现平稳、自然且可以长时间听的声音”。 本产品已于2020年12月开始全面销售(样品价格:9,000日元/个,不含税),并且可以随时启动量产。关于本产品的样品和评估板“BD34301EKV-EVK-001”的详细信息,可在ROHM的官网上咨询,并且可从电商平台AMEYA360购买。 <关于ROHM音频IC的高端系列“MUS-IC™”> “MUS-IC™”(正式名称:ROHM Musical Device “MUS-IC™”)是在ROHM的企业特色—“质量第一”、“为音乐文化的普及与发展做贡献”、“垂直统合型生产”基础上,融合“音质设计技术”开发而成的,是ROHM的音质负责人带着自信推出的高端音频IC专用的音频产品品牌。 ・“MUS-IC™”是ROHM Co.,Ltd.的商标或注册商标。 <新产品特点> 为了实现目标音质,DAC芯片“BD34301EKV”利用ROHM通过将影响IC音质的专有技术集成为28个音质参数而建立的“音质设计技术”,实现了以下特点: 1. 特性水平极高,具备古典音乐所需的音质性能 “BD34301EKV”不仅在音响设备中的数值性能表现出色(SN比130dB,THD+N -115dB),还从根本上提高了较难通过数值性能表现出来的音质性能。例如,在“D/A转换电路”中,通过更大程度地降低将每个电流段的电源阻抗并优化布线的布局,将决定每个电流段的工作时序的时钟延迟(误差)减少到极限。此外,经过精心设计,通过“数字信号处理电路”的主要功能--数字滤波器(FIR滤波器),即使是微小的信号也可以得到忠实地处理,并且阻带衰减(数字滤波器的性能指标之一)达到-150dB以下。因此,可以充分提取音源的信息量,对于欣赏古典音乐来说很重要的“空间音效”、“规模感”及“静谧性”等音质性能得到更出色的表现。 2.数字滤波器的自定义功能,有助于实现与音响设备相匹配的音质 “BD34301EKV”可以从“预设/自定义/外设”中选择会影响音质的数字信号处理电路的数字滤波器(FIR滤波器)。滤波器的计算系数和过采样率也可以通过编程功能进行自定义。利用这些特色,客户可以构建自己的数字滤波器,并轻松地为不同的音响设备实现不同的音质调整,这将非常有助于减少客户开发工时并实现制造商所追求的理想音质效果。 <新产品的主要特性> <评估板信息> 开始销售时间 2021年2月下旬 评估板型号 BD34301EKV-EVK-001 网 售 平 台 可以在ROHM官网上进行咨询,并且可从电商平台AMEYA360购买。 <关于Luxman公司的SACD/CD播放器“D-10X”> Luxman(力仕)公司新推出的旗舰产品SACD/CD播放器“D-10X”继承了其前身“D-08u”的设计理念,通过更新的技术和更高规格的元器件来实现高精度读取、高清转换和高质量输出,是追求现代高端数字播放器理想形式的典范。 除了配备独创的新驱动机制LxDTM-i*2,并采用配备ODNF-u*3完全平衡放大器电路外,其数字电路的心脏部分—D/A转换器IC采用了双重配置的ROHM“BD34301EKV”。 <术语解说> *1)高分辨率音源(High-resolution Sound Source) 普通CD唱片所播放音乐的采样频率为44.1kHz,量化位数为16bit;而高分辨率音源的采样频率96kHz以上,量化位数24bit以上较为普遍。即高分辨率音源的信息量比普通CD唱片多得多,因而可实现高音质。 *2) LxDTM-i(LuXman original Disc Transport Mechanism-improved的缩写) Luxman引以为豪的原创高刚性驱动机构,其特点是具有坚固的箱体结构,整个箱体由8mm厚的铝制侧壁框架和5mm厚的钢制顶板构成。 *3) ODNF-u (Only Distortion Negative Feedback-ultimate的缩写) 被应用在D-10X的模拟电路中。Luxman公司的核心技术ODNF的极致优化版,通过集成以往积累的放大器开发技术和专有技术优势来精心打造音质。

    时间:2021-02-25 关键词: IC BD34301EKV 转换器

  • 如何正确使用逆变器?逆变器有何作用?对安装环境有何要求?

    如何正确使用逆变器?逆变器有何作用?对安装环境有何要求?

    逆变器是现实生活中应用很多的电子器件之一,我们对于逆变器,应当也有些了解。上篇逆变器相关文章中,小编对逆变器的常见故障有所介绍。为增进大家对逆变器的认识程度,本文将对逆变器的正确使用方法、逆变器的作用和逆变器对环境的安装要求予以介绍。如果你对逆变器具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、逆变器的正确使用方法 虽然我们对逆变器比较熟悉,但是,这并不代表我们真的明白逆变器的正确使用方法。逆变器操作或者使用时,应该注意哪些小细节的问题,也许这些小细节就是决定逆变器寿命,和使用时的安全性的重要因素。 当然,使用时正负极要连接正确这种问题,这是最基础的使用方法,而正负极在逆变器上也会明确的标出,所以这是一件很简单的事情。而且逆变器放置的环境也要注意,应该保持干燥、通风,特别是不能接触雨水和易爆品,而且在使用时,不要将其他东西覆盖在逆变器上面,放置使用温度超过40度。 而且连续两次开机的间隔最好在5秒以上,这样就不容易发生逆变器烧坏的事件。而且大家一定要切记,逆变器使用的同时,一定不能打开逆变器进行操作,否则很容易发生危险。如果你想要将其连接蓄电池,也要注意手上不能有其他的金属物质,否则容易发生短路,对人体造成危害。 虽然这都是一些比较小的问题,但是正是因为小问题才难以引起大家注意,很多逆变器损坏和安全事故发生,都是由于大家的粗心大意。做好这些注意事项,也许你的逆变器比起别人的逆变器来,使用寿命会增加很多,起来也效率也比较高。 二、逆变器作用 逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。 广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱,录像机、按摩器、风扇、照明等。 简单地说,逆变器就是一种将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。因为我们通常是将220伏交流电整流变成直流电来使用,而逆变器的作用与此相反,因此而得名。我们处在一个“移动”的时代,移动办公,移动通讯,移动休闲和娱乐。在移动的状态中,人们不但需要由电池或电瓶供给的低压直流电,同时更需要我们在日常环境中不可或缺的220伏交流电,逆变器就可以满足我们的这种需求。 三、逆变器的安装及对环境要求 1、安装环境要干燥,不可以浸泡在水里面,也不能够被雨淋到; 2、要安装在阴凉的地方,温度大概是0℃到40℃之间; 3、逆变器的安装环境要通风良好,维持壳体上5厘米里面没有异物,另外的端面要通风良好。 安装逆变器的时候一定要根据安装说明书上的内容进行,正确安装的方法是: 1、把转换器开关设置在关闭(OFF)的部位,接着将雪茄头插到车子里面的点烟器插口,保证插到位并且接触优良。 2、确认全部的电器的功率都处于小于G-ICE标准功率的数值才能够运用,把电器的220伏特插头直接插到转换装置一头的220伏特插座里面,并保证两个插座全部的相连电器的功率之和都处于G-ICE标称功率的范围里面。 3、打开转换装置的开关,绿色标志灯就会亮起来,表明工作没有异常。 4、逆变器的红色标志灯亮起来,表明由于过压、或者欠压、或者过载、或者过温,使得转换装置关闭断开。 5、在许多状况下,因为车用点烟装置插口输送出来的设置有限,使得没有异常运用逆变器的时候转换装置会报警或者关闭切断电源,这时只需要发动车辆或者降低用电功率就能够恢复正常了。 以上便是此次小编带来的“逆变器”相关内容,通过本文,希望大家对逆变器的作用、逆变器安装对环境的要求具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2021-02-22 关键词: 逆变器 指数 转换器

  • 逆变器故障解决,这6大逆变器故障你都知道吗?

    逆变器故障解决,这6大逆变器故障你都知道吗?

    逆变器是常用电子器件,在电子行业,逆变器更是炙手可热。对于逆变器,小编在往期文章中也有所介绍。逆变器基本概念、单相逆变器、并网逆变器等,小编均有所介绍。为增进大家对逆变器的了解程度,本文将对逆变器的常见故障予以阐述。如果你对逆变器相关内容具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、什么是逆变器 逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成定频定压或调频调压交流电(一般为220V,50Hz正弦波)的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱,录像机、按摩器、风扇、照明等。在国外因汽车的普及率较高外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。通过点烟器输出的车载逆变是20W 、 40W、 80W、 120W到150W 功率规格。再大一些功率逆变电源要通过连接线接到电瓶上。把家用电器连接到电源转换器的输出端就能在汽车内使用各种电器。可使用的电器有:手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、掌上电脑、电动工具、车载冰箱及各种旅游、野营、医疗急救电器等。逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力,因此,它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输出功率与输入功率之比,即逆变器效率为输出功率比上输入功率。如一台逆变器输入了100瓦的直流电,输出了90瓦的交流电,那么,它的效率就是90%。 二、逆变器常见故障 (一)绝缘阻抗低 使用排除法。把逆变器输入侧的组串全部拔下,然后逐一接上,利用逆变器开机检测绝缘阻抗的功能,检测问题组串,找到问题组串后重点检查直流接头是否有水浸短接支架或者烧熔短接支架,另外还可以检查组件本身是否在边缘地方有黑斑烧毁导致组件通过边框漏电到地网。 (二)母线电压低 如果出现在早/晚时段,则为正常问题,因为逆变器在尝试极限发电条件,如果出现在正常白天,检测方法依然为排除法,检测方法与1项相同。 (三)漏电流故障 漏电流太大,取下PV阵列输入端,然后检查外围的AC电网,直流端和交流端全部断开,让逆变器停电30分钟,如果自己能恢复使用就继续使用,如果不能恢复,就要联系专业工程师。 (四)直流过压保护 随着组件追求高效率工艺改进,功率等级不断更新上升,同时组件开路电压与工作电压也在上涨,设计阶段必须考虑温度系数问题,避免低温情况出现过压导致设备硬损坏。 (五)逆变器开机无响应 请确保直流输入线路没有接反,一般直流接头有防呆效果,但是压线端子没有防呆效果,仔细阅读逆变器说明书确保正负极后再压接是很重要的。逆变器内置反接短路保护,在恢复正常接线后正常启动。 (六)电网故障 前期勘察电网重载(用电量大工作时间)/轻载(用电量少休息时间)的工作就在这里体现出来,提前勘察并网点电压的健康情况,与逆变器厂商沟通电网情况做技术结合能保证项目设计在合理范围内,特别是农村电网,逆变器对并网电压,并网波形,并网距离都是有严格要求的,出现电网过压问题多数原因在于原电网轻载电压超过或接近安规保护值,如果并网线路过长或压接不好导致线路阻抗/感抗过大,电站是无法正常稳定运行的。 以上便是此次小编带来的“逆变器”相关内容,通过本文,希望大家对逆变器的这6大故障以及对应的解决方案具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2021-02-22 关键词: 逆变器 指数 转换器

  • 协议分析仪是如何工作的?看这一篇足够了!

    协议分析仪是如何工作的?看这一篇足够了!

    协议分析仪将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对协议分析仪的工作原理的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。 协议分析仪是一种测量仪器。 协议分析仪的工作原理原则上分为两部分:数据获取和协议分析。 就实现形式而言,这两部分的工作具有以下常见形式: 纯软件协议分析系统,例如Fluke的OptiView-PE。大多数纯软件协议分析仪可以使用普通网卡来完成简单的数据收集工作,这是最常用的协议分析软件+ PC网卡。这种协议分析仪通常有两个原因。 ①简单便宜的软件,或免费软件,紧凑实用,功能较弱②协议分析仪的软件部分运行在PC或报价计算机上,原始协议分析工作是基于软件分析的。因此,高端协议分析仪的软件部分也可以通过计算机平台实现。这种基于笔记本+数据采集盒的便携式协议分析仪与上述协议分析软件+ PC网卡的主要区别在于专用数据采集系统。有必要在复杂和高速的网络链路上全速捕获。或更有效的实时数据过滤对于采用专用数据收集方法是必要的。手持式集成协议分析仪从协议分析仪的开发角度来看,网络维护人员越来越需要使用一种功能强大且可以将多种网络测试方法集成为一种的全面的测试分析方法,例如典型的协议分析仪。是增加了网络管理功能,自动网络信息收集功能,智能专家故障诊断功能以及有效的移动性能。这种全面的协议分析仪或全面的网络分析仪已经成为当今网络维护和测试人员的主要发展趋势。例如,自上市以来,Fluke的OptiView INA在网络现场分析,故障诊断和网络维护方法方面已引起了广泛关注。广泛的应用和开发。随着网络维护规模的增加和网络技术的变化,分布式协议分析仪越来越难以收集关键的网络数据。有时为了分析和收集数据,必须能够同时在不同位置收集数据。因此,协议分析仪的数据收集系统是分开的,可以放置在网络上的不同位置。协议分析仪平台可以控制多个收集器。在管理和数据处理方面,这种应用模式催生了分布式协议分析仪。通常这种方法的成本很高。 线路上的数据,即数据电路终端设备(DCE)和数据终端设备(DTE)之间的通信数据通过输入接口单元进入协议分析仪。输入接口单元是具有高阻抗接口的电平转换器。当执行监视功能时,协议分析仪会从高阻抗接口接收数据,这可以最大程度地减少对线路的影响。当执行仿真功能时,输入接口单元可以提供与被测设备相同的电气和物理条件。数据透明地以串行方式通过交换机,然后直接进入串行并行转换器。数据在串行到并行转换器中同步,并从串行到并行转换,并且还执行错误检查。这进入捕获存储器,触发器和收发器分析仪。捕获存储器收集输入数据,以进行再现显示,详细检查和其他脱机处理。触发基于各种触发因素,例如设置的位序列,错误计数,调制解调器控制信号和外部输入,并快速执行数据分析和故障隔离。收发器分析仪使用协议(通常是BSC,HDLC,SDLC,X.25和X.75等)作为基准来分析和验证数据,并由示波器以“助记符”形式显示。执行仿真功能时使用仿真器。大容量存储器用于保存监视器和模拟器的设置条件列表,模拟过程程序以及捕获存储器中记录的数据等。主控制器用于控制各种操作。协议分析仪的组件,并执行实时调整和协调。初始化每个部分。 上述所有信息便是小编这次为大家推荐的内容,希望大家能够喜欢,想了解更多有关协议分析仪的信息或者其它内容,请关注我们网站哦。

    时间:2021-02-17 关键词: 协议分析 协议分析仪 转换器

  • 关于开关电源转换器中的SiC器件的性能,你了解吗?

    关于开关电源转换器中的SiC器件的性能,你了解吗?

    随着社会的飞速发展,我们的碳化硅场效应晶体管也在迅速发展,那么您知道碳化硅场效应晶体管的详细分析吗?接下来,让小编带领您学习更多有关的知识。 在过去的几十年中,半导体行业采取了许多措施来改善硅基MOSFET(寄生参数),以满足开关转换器(开关电源)设计者的需求。行业效率标准的双重作用和市场对效率技术的需求导致对可用于构建更高效,更紧凑的电源解决方案的半导体产品的巨大需求。这需要宽带隙(WBG)技术设备,例如碳化硅场效应晶体管(SiC MOSFET)。 第一代半导体材料主要是指广泛使用的硅(Si)和锗元素(Ge)半导体材料,包括集成电路,电子信息网络工程,计算机,移动电话,电视,航空航天,各种军事工程和快速发展的半导体。新能源和硅光伏产业得到了极为广泛的应用。第二代半导体材料主要是指砷化镓(GaAs)和锑化铟(InSb)等化合物半导体材料,主要用于生产高速,高速,高频,高功率和发光电子设备(LED)。高性能微波,毫米波设备和发光设备的优良材料。硅基器件在600V以上的高压和大功率应用中已达到其性能极限;为了提高高压/大功率器件的性能,诞生了第三代半导体材料SiC(宽带隙)。 它们可以提供设计人员所需的较低寄生参数,以满足开关电源(SMPS)的设计要求。推出650V碳化硅场效应晶体管器件后,它可以补充以前仅1200V碳化硅场效应器件的设计要求。碳化硅场效应晶体管(SiC MOSFET)之前从未考虑过硅场效应晶体管(Si MOSFET)。应用变得更具吸引力。 SIC材料具有明显的性能优势。 SiC和GaN是第三代半导体材料。与第一代和第二代半导体材料相比,它们具有更宽的带隙,更高的击穿电场和更高的导热率。它们也被称为广泛禁止。对于半导体材料,它特别适用于5G射频设备和高压功率设备。 碳化硅MOSFET越来越多地用于千瓦级功率级应用,涵盖电源,服务器电源以及电动汽车电池充电器快速增长的市场。碳化硅MOSFET之所以如此具有吸引力,是因为它们具有比硅器件更好的可靠性。内部二极管的使用,例如图腾电源的连续传导模式(CCM)功率因数校正(PFC),是在因数校正器的硬开关拓扑中设计的,可以充分利用碳化硅MOSFET。 SIC功率器件(例如SICMOS)的导通电阻低于基于Si的IGBT。这反映在产品上,这意味着减小了尺寸,从而减小了尺寸,并且开关速度很快,并且功耗与传统电源相比。设备应大大减少。 碳化硅CoolSiC器件的体二极管的正向电压(VF)是硅CoolMOS器件的正向电压的四倍。如果未相应调整电路,则谐振LLC转换器的效率在轻负载下可能会下降多达0.5%。设计人员还应注意,如果要在CCM Totem PFC设计中实现最高峰值效率,则必须通过打开碳化硅MOSFET通道而不是仅使用体二极管来增加电压。 需要注意的一个问题是确保不允许栅极-源极关断电压(VGS)变得太负。理想情况下,不应施加负关断电压,但在实际设计电路时,设计工程师应在原型生产过程中进行检查,以减少电路电压振荡,并且不让振荡电压影响栅极-源极关断电压 。变为负值。当VGS低于-2V并且持续时间超过15ns时,栅极阈值电压(VGS(th))可能会漂移,从而导致RDS(on)的增加和整个应用生命周期中系统效率的降低。 SiC是一种宽带隙材料,其击穿场强比Si基半导体材料更适合大功率应用场合;高功率利用效率:SiC是一种宽带隙材料,其击穿场强优于Si基半导体材料。半导体材料更适合大功率应用场景;无效热量低:开关频率高且速度快,从而减少了无效热量并简化了电路和冷却系统。以上是对碳化硅场效应晶体管相关知识的详细分析。我们需要继续积累实践经验,以设计更好的产品和更好地发展我们的社会。

    时间:2021-02-06 关键词: 开关电源 SiC器件 转换器

  • 不妨来看看这款A/D、D/A转换器,单芯片、低功耗

    不妨来看看这款A/D、D/A转换器,单芯片、低功耗

    在这篇文章中,小编将为大家带来恩智浦PCF8591 A/D和D/A转换器的相关报道。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、PCF8591概述 PCF8591是一款单芯片,单电源低功耗8位CMOS数据采集设备,具有四个模拟输入,一个模拟输出和一个串行I2C总线接口。 三个地址引脚A0,A1和A2用于对硬件地址进行编程,从而无需使用额外的硬件即可使用多达八个连接到I2C总线的设备。通过两线双向I2C总线串行传输与设备之间的地址,控制和数据。 该器件的功能包括模拟输入多路复用,片上跟踪和保持功能,8位模数转换和8位数模转换。 最大转换率由I2C总线的最大速度给出。 二、PCF8591详细介绍 1. 编址 通过向设备发送有效地址,可以激活I2C总线系统中的每个PCF8591设备。 地址由固定部分和可编程部分组成。 可编程部分必须根据地址引脚A0,A1和A2进行设置。 在I2C总线协议中,该地址始终作为起始条件之后的第一个字节发送。地址字节的最后一位是读/写位,用于设置后续数据传输的方向。 2. 控制字节 发送到PCF8591设备的第二个字节存储在其控制寄存器中,并且是控制设备功能所必需的。控制寄存器的高半字节用于启用模拟输出,并将模拟输入编程为单端或差分输入。下半字节选择由上半字节定义的模拟输入通道之一(请参见图4)。如果设置了自动递增标志,则在每次A/D转换后通道号都会自动递增。 如果在使用内部振荡器的应用中需要自动递增模式,则必须在控制字节(位6)中设置模拟输出使能标志。这使内部振荡器能够连续运行,从而防止了由于振荡器启动延迟而导致的转换错误。可以在其他时间复位模拟输出使能标志,以减少静态功耗。 选择不存在的输入通道会导致分配最高可用通道号。因此,如果设置了自动递增标志,则下一个选定的通道始终为通道0。两个半字节的最高有效位保留用于将来的功能,必须将其设置为逻辑0。上电复位(POR)之后在这种情况下,控制寄存器的所有位均复位为逻辑0。为了省电,D / A转换器和振荡器被禁用。模拟输出切换到高阻抗状态。 3. 数模转换 发送到PCF8591器件的第三个字节存储在DAC数据寄存器中,并使用片上D / A转换器转换为相应的模拟电压。 该D / A转换器由电阻分压器链组成,该电阻分压器链通过256个抽头和选择开关连接到外部基准电压。抽头解码器将这些抽头之一切换到DAC输出线,如下图所示。 模拟输出电压由自动归零的单位增益放大器缓冲。 设置控制寄存器的模拟输出使能标志可打开或关闭此缓冲放大器。 在激活状态下,输出电压将保持到发送另一个数据字节为止。 片上D / A转换器也用于逐次逼近A/D转换。为了在A/D转换周期内释放DAC,单位增益放大器配备了一个跟踪和保持电路。该电路在执行A/D转换时保持输出电压。 4. A/D转换 A/D转换器使用逐次逼近转换技术。 片上D / A转换器和高增益比较器在A/D转换周期中被暂时使用。 向PCF8591器件发送有效的读取模式地址后,总是开始A/D转换周期。 A/D转换周期在确认时钟脉冲的后沿触发,并在传输前一转换结果的同时执行,如下图所示。 转换结果存储在ADC数据寄存器中,等待发送。 如果设置了自动递增标志,则选择下一个通道。 在读周期中发送的第一个字节包含前一个读周期的转换结果代码。 在POR条件之后,读取的第一个字节为80h。最大的A/D转换速率由I2C总线的实际速度确定。 上述所有信息便是小编这次为大家推荐的内容,希望大家能够喜欢,想了解更多有关它的信息或者其它内容,请关注我们网站哦。

    时间:2021-02-03 关键词: 恩智浦 PCF8591 转换器

  • Vicor推出首款辐射容错 DC-DC 转换器电源模块

    马萨诸塞州安多弗讯 — 日前,Vicor 公司宣布推出其首款辐射容错 DC-DC 转换器电源模块,该模块采用 Vicor 最新电镀 SM-ChiP™ 封装。ChiP 可从 100V 的标称电源为高达 300 瓦的低电压 ASIC 供电,其经过波音公司测试,不仅能够抵抗50 krad 电离总剂量,而且还具备抗单粒子干扰(single-event upsets)的功能。凭借冗余架构实现对单粒子干扰(single-event upsets)免疫,将两个具有容错控制 IC 的相同功率模块并联,封装于高密度 SM-ChiP模块中实现抗干扰功能。 先进的通信卫星要求具备高功率密度和低噪声特性。Vicor 采用金属外壳 ChiP 封装的软开关高频率 ZCS/ZVS 功率级可降低电源系统基底噪声,能够实现信号完整性和高可靠的总体系统性能。 从电源到负载点的完整解决方案由四个 SM-ChiP 组成:一个 BCM3423(标称 100V、300 瓦 K = 1/3 的母线转换器,采用 34 x 23 毫米封装)、一个 PRM2919(33V 标称 200W 稳压器,采用 29 x 19 毫米封装)和两个 VTM2919 电流倍增器(一个 K = 1/32、电流为 150A 时,输出电压为 0.8V;一个 K = 1/8,电流为 25A 时,输出电压为 3.4V)。该解决方案直接从 100V 电源为 ASIC 供电,采用极少的外部组件,支持低噪声工作。 所有模块都采用 Vicor 高密度 SM-ChiP 封装,为上下表面提供有 BGA(球栅阵列)连接和可选焊料掩模。ChiP 的工作温度为 -30 ~ 125°C。

    时间:2021-01-06 关键词: 电源模块 Vicor 转换器

  • EPC推出300W、双向、1/16砖型转换器评估模块,面向计算应用和数据中心的高功率密度且低成本的DC/DC转换

    EPC推出300W、双向、1/16砖型转换器评估模块,面向计算应用和数据中心的高功率密度且低成本的DC/DC转换

    宜普电源转换公司(EPC)宣布推出EPC9151,这是一款300 W、双向、超小尺寸的1/16砖型DC/DC降压转换器模块,其尺寸仅为33 mm x 22.9 mm (1.3”x 0.9”)。EPC9151采用Microchip公司的数字信号控制器(dsPIC33CK)和EPC公司的 ePower™ 功率级集成电路(EPC2152),于300 W、48 V/12 V的转换器中,可以实现95%以上的效率,而且可以在这个可扩展的两相设计中增加相数,使得功率可以更高。 砖型DC/DC转换器广泛用于数据中心、电信和车载应用,可将标称48 V总线转换为标称12 V配电总线(或从标称12 V总线转换)。氮化镓集成电路技术的迅猛发展推动了半桥器件和栅极驱动器的集成,EPC9151模块就是采用了单芯片解决方案(EPC2152),从而针对各种目标应用,简化布局、减小面积并降低成本。 EPC首席执行官Alex Lidow表示:“ 氮化镓场效应晶体管(eGaN FET)和集成电路具备快速开关、小尺寸和低成本等优势,以满足前沿计算应用对功率密度的严格要求。EPC9151是很好的范例,它展示如何利用集成功率级EPC2152,满足计算应用中48 V转换所要求的提高功率密度并降低系统成本。”

    时间:2020-12-21 关键词: 数据中心 EPC 转换器

  • 科普:什么是JESD204标准,为什么我们要重视它?

    一种新的转换器接口的使用率正在稳步上升,并且有望成为未来转换器的协议标准。这种新接口JESD204诞生于几年前,其作为转换器接口经过几次版本更新后越来越受瞩目,效率也更高。 随着转换器分辨率和速度的提高,对于效率更高的接口的需求也随之增长。JESD204接口可提供这种高效率,较之其前代互补金属氧化物半导体(CMOS)和低压差分信号(LVDS)产品在速度、尺寸和成本方面更有优势。采用JESD204的设计拥有更快的接口带来的好处,能与转换器更快的采样速率同步。此外,引脚数的减少导致封装尺寸更小,走线布线数更少,从而极大地简化了电路板设计,降低了整体系统成本。该标准可以方便地调整,从而满足未来需求,这从它已经历的两个版本的变化中即可看出。自从2006年发布以来,JESD204标准经过两次更新,目前版本为B。由于该标准已为更多的转换器供应商、用户以及FPGA制造商所采纳,它被细分并增加了新特性,提高了效率和实施的便利性。此标准既适用于模数转换器(ADC)也适用于数模转换器(DAC),初步打算作为FPGA的通用接口(也可能用于ASIC)。 JESD204——它是什么? 2006年4月,JESD204最初版本发布。该版本描述了转换器和接收器(通常是FPGA或ASIC)之间数Gb的串行数据链路。在 JESD204的最初版本中,串行数据链路被定义为一个或多个转换器和接收器之间的单串行通道。图1给出了图形说明。图中的通道代表 M 转换器和接收器之间的物理接口,该接口由采用电流模式逻辑(CML)驱动器和接收器的差分对组成。所示链路是转换器和接收器之间的串行数据链路。帧时钟同时路由至转换器和接收器,并为器件间的JESD204链路提供时钟。 图1. JESD204最初标准。 通道数据速率定义为312.5 Mbps与3.125 Gbps之间,源阻抗与负载阻抗定义为100 Ω ±20%。差分电平定义为标称800 mV峰峰 值、共模电平范围从0.72 V至1.23 V。该链路利用8b/10b编码,采用嵌入式时钟,这样便无需路由额外的时钟线路,也无需考虑相关的高数据速率下传输的数据与额外的时钟信号对齐的复杂性。当JESD204标准开始越来越受欢迎时,人们开始意识到该标准需要修订以支持多个转换器下的多路、对齐的串行通道,以满足转换器日益增长的速度和分辨率。 这种认识促成了JESD204第一个修订版的发布,即JESD204A。此修订版增加了支持多个转换器下的多路对齐串行通道的能力。该版本所支持的通道数据速率依然为312.5 Mbps至3.125 Gbps,另外还保留了帧时钟和电气接口规范。增加了对多路对齐串行通道的支持,可让高采样速率和高分辨率的转换器达到3.125 Gbps的最高支持数据速率。图2以图形表示JESD204A版本中增加的功能,即支持多通道。 图2. 第一版——JESD204A。 虽然最初的JESD204标准和修订后的JESD204A标准在性能上都比老的接口标准要高,它们依然缺少一个关键因素。这一缺少的因素就是链路上串行数据的确定延迟。对于转换器,当接收到信号时,若要正确重建模拟域采样信号,则关键是了解采样信号和其数字表示之间的时序关系(虽然这种情况是针对ADC而言,但DAC的情况类似)。该时序关系受转换器的延迟影响,对于ADC,它定义为输入信号采样边沿的时刻直至转换器输出数字这段时间内的时钟周期数。类似地,对于DAC,延迟定义为数字信号输入DAC的时刻直至模拟输出开始转变这段时间内的 时钟周期数。JESD204及JESD204A标准中没有定义可确定性设置转换器延迟和串行数字输入/输出的功能。另外,转换器的速度和分辨率也不断提升。这些因素导致了该标准的第二个版本——JESD204B。 2011年7月,第二版本标准发布,称为JESD204B,即当前版本。修订后的标准中,其中一个重要方面就是加入了实现确定延迟的条款。此外,支持的数据速率也提升到12.5 Gbps,并划分器件的不同速度等级。此修订版标准使用器件时钟作为主要时钟源,而不是像之前版本那样以帧时钟作为主时钟源。图3表示JESD204B版本中的新增功能。 图3. 第二个(当前)修订版——JESD204B。 在之前的JESD204标准的两个版本中,没有确保通过接口的确定延迟相关的条款。JESD204B修订版纠正了这个问题。通过提供一种机制,确保两个上电周期之间以及链路重新同步期间,延迟是可重现和确定性的。其工作机制之一是:在定义明确的时刻使用SYNC~输入信号,同时初始化所有通道中转换器最初的通道对齐序列。另一种机制是使用SYSREF信号——一种JESD204B定义的新信号。SYSREF信号作为主时序参考,通过每个发射器和接收器的器件时钟以及本地多帧时钟对齐所有内部分频器。这有助于确保通过系统的确定延迟。JESD204B规范定义了三种器件子类:子类0——不支持确定性延迟;子类1——使用SYSREF的确定性延迟;子类2——使用SYNC~的确定性延迟。子类0可与JESD204A链路做简单对比。子类1最初针对工作在500MSPS或以上的转换器,而子类2最初针对工作在500MSPS以下的转换器。 除了确定延迟,JESD204B支持的通道数据速率上升到12.5 Gbps,并将器件划分为三个不同的速度等级:所有三个速度等级的源阻抗和负载阻抗相同,均定义为100 Ω ±20%。第一速度等级与JESD204和JESD204A标准定义的通道数据速率相同,即通道数据电气接口最高为3.125 Gbps。JESD204B的第二速度等级定义了通道数据速率最高为6.375 Gbps的电气接口。该速度等级将第一速度等级的最低差分电平从500 mV峰峰值降为400 mV峰峰值。JESD204B的第三速度等级定义了通道数据速率最高为12.5 Gbps 的电气接口。该速度等级电气接口要求的最低差分电平降低至360 mV峰峰值。随着不同速度等级的通道数据速率的上升,通过降低所需驱动器的压摆率,使得所需最低差分电平也随之降低,以便物理实施更为简便。 为提供更多的灵活性,JESD204B版本采用器件时钟而非帧时钟。在之前的JESD204和JESD204A版本中,帧时钟是JESD204系统的绝对时间参照。帧时钟和转换器采样时钟通常是相同的。这样就没有足够的灵活性,而且要将此同样的信号路由给多个器件,并考虑不同路由路径之间的偏斜时,就会无谓增加系统设计的复杂性。JESD204B中,采用器件时钟作为JESD204系统每个元件的时间参照。每个转换器和接收器都获得时钟发生器电路产生的器件时钟,该发生器电路负责从同一个源产生所有器件时钟。这使得系统设计更加灵活,但是需要为给定器件指定帧时钟和器件时钟之间的关系。 JESD204——为什么我们要重视它? 就像几年前LVDS开始取代CMOS成为转换器数字接口技术的首选,JESD204有望在未来数年内以类似的方式发展。虽然CMOS技术目前还在使用中,但已基本被LVDS所取代。转换器的速度和分辨率以及对更低功耗的要求最终使得CMOS和LVDS将不再适合转换器。随着CMOS输出的数据速率提高,瞬态电流也会增大,导致更高的功耗。虽然LVDS的电流和功耗依然相对较为平坦,但接口可支持的最高速度受到了限制。 这是由于驱动器架构以及众多数据线路都必须全部与某个数据时钟同步所导致的。图4显示一个双通道14位ADC的CMOS、LVDS和CML输出的不同功耗要求。 图4. CMOS、LVDS和CML驱动器功耗比较。 在大约150 MSP至200 MSPS和14位分辨率时,就功耗而言,CML输出驱动器的效率开始占优。CML的优点是:因为数据的串行化,所以对于给定的分辨率,它需要的输出对数少于LVDS和CMOS驱动器。JESD204B接口规范所说明的CML驱动器还有一个额外的优势,因为当采样速率提高并提升输出线路速率时,该规范要求降低峰峰值电压水平。 同样,针对给定的转换器分辨率和采样率,所需的引脚数目也大为减少。表1显示采用200 MSPS转换器的三种不同接口各自的引脚数目,转换器具有各种通道数和位分辨率。在CMOS和LVDS输出中,假定时钟对于各个通道数据同步,使用CML输出时,JESD204B数据传输的最大数据速率为4.0 Gbps。从该表中可以发现,使用CML驱动器的JESD204B优势十分明显,引脚数大为减少。 表1. 引脚数比较——200 MSPS ADC 业内领先的数据转换器供应商ADI预见到了推动转换器数字接口向JESD204(由JEDEC定义)发展的趋势。ADI自从初版JESD204规范发布之时起即参与标准的定义。迄今为止,ADI公司已发布多款输出兼容JESD204和JESD204A的转换器,目前正在开发输出兼容JESD204B的产品。AD9639是一款四通道、12位、170 MSPS/210 MSPS ADC,集成JESD204接口。AD9644和AD9641是14位、80 MSPS/ 155 MSPS、双通道/单通道ADC,集成JESD204A接口。DAC这方面,最近发布的AD9128是一款双通道、16位、1.25 GSPS DAC,集成JESD204A接口。 随着转换器速度和分辨率的提高,对于效率更高的数字接口的需求也随之增长。随着JESD204串行数据接口的发明,业界开始意识到了这点。接口规范依然在不断发展中,以提供更优秀、更快速的方法将数据在转换器和FPGA(或ASIC)之间传输。接口经过两个版本的改进和实施,以适应对更高速度和分辨率转换器不断增长的需求。展望转换器数字接口的发展趋势,显然JESD204有望成为数字接口至转换器的业界标准。每个修订版都满足了对于改进其实施的要求,并允许标准演进以适应转换器技术的改变及由此带来的新需求。随着系统设计越来越复杂,以及对转换器性能要求的提高,JESD204标准应该可以进一步调整和演进,满足新设计的需要。 原文转自亚德诺半导体 关于世健 亚太区领先的元器件授权代理商 世健(Excelpoint)是完整解决方案的供应商,为亚洲电子厂商包括原设备生产商(OEM)、原设计生产商(ODM)和电子制造服务提供商(EMS)提供优质的元器件、工程设计及供应链管理服务。 世健是新加坡主板上市公司,拥有超过30年历史。世健中国区总部设于香港,目前在中国拥有十多家分公司和办事处,遍及中国主要大中型城市。凭借专业的研发团队、顶尖的现场应用支持以及丰富的市场经验,世健在中国业内享有领先地位。 点击“阅读原文”,联系我们 ↓↓↓ 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-15 关键词: 数字信号 转换器

  • e络盟扩大XP Power系列产品现货库存

    e络盟扩大XP Power系列产品现货库存

    中国上海,2020年11月30日 – 安富利旗下全球电子元器件产品与解决方案分销商e络盟宣布进一步加大投入,以扩充其XP Power系列产品现货库存,包括AC-DC电源、DC-DC转换器、EMI滤波器和高压DC-DC转换器。XP Power致力于为设计工程师提供全集成的高效能、低成本电源解决方案,是e络盟最受欢迎、最畅销的电源供应商品牌之一。客户现可方便地从e络盟选购近 5,000 款 XP Power 电源产品,所有产品均为现货且当天可发货。 XP Power电源解决方案具备高可靠性,且符合最新安全标准,广泛应用于医疗保健、工厂自动化、工业控制、测试与测量、仪器仪表、广播、通信、危险环境、运输和国防设备等领域。 e络盟备有 XP Power 最畅销系列现货产品,其中包括: · PLS600系列 – 该系列新型单输出可编程直流电源是实验室、生产及嵌入式测试与测量等广泛应用的理想选择。PLS600系列电源额定功率为600 W,并提供30 V、50 V、100 V、200 V或400 V的直流输出电压。更宽电压范围意味着单个元件即可实现多种电压和电流额定值。该系列还内置12位数字到模拟和模拟到数字转换器,可提供精密的电压和电流测量报告。PLS600系列电源均通过LXI认证,符合基于局域网的仪器的互操作性标准。 · DRC系列 – DRC系列DIN导轨电源紧凑轻薄,可为诸多工商业应用提供便捷且经济的功率转换解决方案。该系列电源交流输入电压范围为85 ~ 264 VAC,输出电压范围为5V ~ 48VDC,工作温度范围为30°C至 +70°C。DRC系列通过国际安全认证,符合B类排放标准,同时还具有直流“通电”LED指示灯、宽输出电压调节范围和多个可选直流输入电压范围。 · FCS系列 – FCS系列提供40W和60W AC-DC电源,成本低且可靠性高,具有2" x 3"和2" x 4"两种外形尺寸。两款电源方案具有对流冷却装置,可提供通用输入电压范围及12V至48V的输出电压。FCS40和FCS60系列电源旨在最大限度降低空载功耗,以帮助工程师开发出符合最新环保法规的产品。这些多功能电源具有两个交流电路保险丝和低泄漏电流,符合医疗、ITE和家用标准安全认证。 · VCE系列 – VCE系列PCB安装单输出AC-DC电源性价比高,适用于工业和家庭应用,采用开架式或密封式封装,输出功率范围为3W到40W。该系列电源组件结构紧凑,具有85至305VAC的超宽输入电压范围,3.3V至48V的输出范围以及-25°C至 +70°C的工作温度范围。VCE系列获得了一系列国际安全标准认证,包括针对家用和类似电器的IEC60335-1认证,非常适合物联网 (IoT) 应用,包括家庭自动化、供暖和照明控制、智能计量、机顶盒及工业技术应用。 Farnell及e络盟全球互连、无源及机电(IP&E) 产品总监 Simon Meadmore表示:“有效的电源管理子系统有助于提升电子设备的可靠性、性能和上市速度。XP Power是e络盟的主要供应商伙伴,其全集成的高性价比电源解决方案是我们丰富产品组合中的热门之选。XP Power系列电源产品在包装尺寸、功率密度、效能和可靠性方面不断创新,为我们的医疗和工业领域客户带来了极大便利。” 通过此次投入,e络盟进一步扩充了其电源产品现货库存,可供货电源和 EMC/RFI抑制等近5,000多种产品,均可从全球仓储网络快速发货。此外,e络盟还提供XP Power市场领先的医用认证电源解决方案,适用于患者近距离接触应用和实验室环境。这些丰富产品能够充分满足客户的各种电源需求。 客户现可通过Farnell(欧洲、中东和非洲)、Newark(北美)和e络盟(亚太区)购买XP Power新增系列产品。

    时间:2020-11-30 关键词: e络盟 EMI滤波器 转换器

  • 科普:什么是JESD204标准,为什么我们要重视它?

    一种新的转换器接口的使用率正在稳步上升,并且有望成为未来转换器的协议标准。这种新接口JESD204诞生于几年前,其作为转换器接口经过几次版本更新后越来越受瞩目,效率也更高。 随着转换器分辨率和速度的提高,对于效率更高的接口的需求也随之增长。JESD204接口可提供这种高效率,较之其前代互补金属氧化物半导体(CMOS)和低压差分信号(LVDS)产品在速度、尺寸和成本方面更有优势。采用JESD204的设计拥有更快的接口带来的好处,能与转换器更快的采样速率同步。此外,引脚数的减少导致封装尺寸更小,走线布线数更少,从而极大地简化了电路板设计,降低了整体系统成本。该标准可以方便地调整,从而满足未来需求,这从它已经历的两个版本的变化中即可看出。自从2006年发布以来,JESD204标准经过两次更新,目前版本为B。由于该标准已为更多的转换器供应商、用户以及FPGA制造商所采纳,它被细分并增加了新特性,提高了效率和实施的便利性。此标准既适用于模数转换器(ADC)也适用于数模转换器(DAC),初步打算作为FPGA的通用接口(也可能用于ASIC)。 JESD204——它是什么? 2006年4月,JESD204最初版本发布。该版本描述了转换器和接收器(通常是FPGA或ASIC)之间数Gb的串行数据链路。在 JESD204的最初版本中,串行数据链路被定义为一个或多个转换器和接收器之间的单串行通道。图1给出了图形说明。图中的通道代表 M 转换器和接收器之间的物理接口,该接口由采用电流模式逻辑(CML)驱动器和接收器的差分对组成。所示链路是转换器和接收器之间的串行数据链路。帧时钟同时路由至转换器和接收器,并为器件间的JESD204链路提供时钟。 图1. JESD204最初标准。 通道数据速率定义为312.5 Mbps与3.125 Gbps之间,源阻抗与负载阻抗定义为100 Ω ±20%。差分电平定义为标称800 mV峰峰 值、共模电平范围从0.72 V至1.23 V。该链路利用8b/10b编码,采用嵌入式时钟,这样便无需路由额外的时钟线路,也无需考虑相关的高数据速率下传输的数据与额外的时钟信号对齐的复杂性。当JESD204标准开始越来越受欢迎时,人们开始意识到该标准需要修订以支持多个转换器下的多路、对齐的串行通道,以满足转换器日益增长的速度和分辨率。 这种认识促成了JESD204第一个修订版的发布,即JESD204A。此修订版增加了支持多个转换器下的多路对齐串行通道的能力。该版本所支持的通道数据速率依然为312.5 Mbps至3.125 Gbps,另外还保留了帧时钟和电气接口规范。增加了对多路对齐串行通道的支持,可让高采样速率和高分辨率的转换器达到3.125 Gbps的最高支持数据速率。图2以图形表示JESD204A版本中增加的功能,即支持多通道。 图2. 第一版——JESD204A。 虽然最初的JESD204标准和修订后的JESD204A标准在性能上都比老的接口标准要高,它们依然缺少一个关键因素。这一缺少的因素就是链路上串行数据的确定延迟。对于转换器,当接收到信号时,若要正确重建模拟域采样信号,则关键是了解采样信号和其数字表示之间的时序关系(虽然这种情况是针对ADC而言,但DAC的情况类似)。该时序关系受转换器的延迟影响,对于ADC,它定义为输入信号采样边沿的时刻直至转换器输出数字这段时间内的时钟周期数。类似地,对于DAC,延迟定义为数字信号输入DAC的时刻直至模拟输出开始转变这段时间内的 时钟周期数。JESD204及JESD204A标准中没有定义可确定性设置转换器延迟和串行数字输入/输出的功能。另外,转换器的速度和分辨率也不断提升。这些因素导致了该标准的第二个版本——JESD204B。 2011年7月,第二版本标准发布,称为JESD204B,即当前版本。修订后的标准中,其中一个重要方面就是加入了实现确定延迟的条款。此外,支持的数据速率也提升到12.5 Gbps,并划分器件的不同速度等级。此修订版标准使用器件时钟作为主要时钟源,而不是像之前版本那样以帧时钟作为主时钟源。图3表示JESD204B版本中的新增功能。 图3. 第二个(当前)修订版——JESD204B。 在之前的JESD204标准的两个版本中,没有确保通过接口的确定延迟相关的条款。JESD204B修订版纠正了这个问题。通过提供一种机制,确保两个上电周期之间以及链路重新同步期间,延迟是可重现和确定性的。其工作机制之一是:在定义明确的时刻使用SYNC~输入信号,同时初始化所有通道中转换器最初的通道对齐序列。另一种机制是使用SYSREF信号——一种JESD204B定义的新信号。SYSREF信号作为主时序参考,通过每个发射器和接收器的器件时钟以及本地多帧时钟对齐所有内部分频器。这有助于确保通过系统的确定延迟。JESD204B规范定义了三种器件子类:子类0——不支持确定性延迟;子类1——使用SYSREF的确定性延迟;子类2——使用SYNC~的确定性延迟。子类0可与JESD204A链路做简单对比。子类1最初针对工作在500MSPS或以上的转换器,而子类2最初针对工作在500MSPS以下的转换器。 除了确定延迟,JESD204B支持的通道数据速率上升到12.5 Gbps,并将器件划分为三个不同的速度等级:所有三个速度等级的源阻抗和负载阻抗相同,均定义为100 Ω ±20%。第一速度等级与JESD204和JESD204A标准定义的通道数据速率相同,即通道数据电气接口最高为3.125 Gbps。JESD204B的第二速度等级定义了通道数据速率最高为6.375 Gbps的电气接口。该速度等级将第一速度等级的最低差分电平从500 mV峰峰值降为400 mV峰峰值。JESD204B的第三速度等级定义了通道数据速率最高为12.5 Gbps 的电气接口。该速度等级电气接口要求的最低差分电平降低至360 mV峰峰值。随着不同速度等级的通道数据速率的上升,通过降低所需驱动器的压摆率,使得所需最低差分电平也随之降低,以便物理实施更为简便。 为提供更多的灵活性,JESD204B版本采用器件时钟而非帧时钟。在之前的JESD204和JESD204A版本中,帧时钟是JESD204系统的绝对时间参照。帧时钟和转换器采样时钟通常是相同的。这样就没有足够的灵活性,而且要将此同样的信号路由给多个器件,并考虑不同路由路径之间的偏斜时,就会无谓增加系统设计的复杂性。JESD204B中,采用器件时钟作为JESD204系统每个元件的时间参照。每个转换器和接收器都获得时钟发生器电路产生的器件时钟,该发生器电路负责从同一个源产生所有器件时钟。这使得系统设计更加灵活,但是需要为给定器件指定帧时钟和器件时钟之间的关系。 JESD204——为什么我们要重视它? 就像几年前LVDS开始取代CMOS成为转换器数字接口技术的首选,JESD204有望在未来数年内以类似的方式发展。虽然CMOS技术目前还在使用中,但已基本被LVDS所取代。转换器的速度和分辨率以及对更低功耗的要求最终使得CMOS和LVDS将不再适合转换器。随着CMOS输出的数据速率提高,瞬态电流也会增大,导致更高的功耗。虽然LVDS的电流和功耗依然相对较为平坦,但接口可支持的最高速度受到了限制。 这是由于驱动器架构以及众多数据线路都必须全部与某个数据时钟同步所导致的。图4显示一个双通道14位ADC的CMOS、LVDS和CML输出的不同功耗要求。 图4. CMOS、LVDS和CML驱动器功耗比较。 在大约150 MSP至200 MSPS和14位分辨率时,就功耗而言,CML输出驱动器的效率开始占优。CML的优点是:因为数据的串行化,所以对于给定的分辨率,它需要的输出对数少于LVDS和CMOS驱动器。JESD204B接口规范所说明的CML驱动器还有一个额外的优势,因为当采样速率提高并提升输出线路速率时,该规范要求降低峰峰值电压水平。 同样,针对给定的转换器分辨率和采样率,所需的引脚数目也大为减少。表1显示采用200 MSPS转换器的三种不同接口各自的引脚数目,转换器具有各种通道数和位分辨率。在CMOS和LVDS输出中,假定时钟对于各个通道数据同步,使用CML输出时,JESD204B数据传输的最大数据速率为4.0 Gbps。从该表中可以发现,使用CML驱动器的JESD204B优势十分明显,引脚数大为减少。 表1. 引脚数比较——200 MSPS ADC 业内领先的数据转换器供应商ADI预见到了推动转换器数字接口向JESD204(由JEDEC定义)发展的趋势。ADI自从初版JESD204规范发布之时起即参与标准的定义。迄今为止,ADI公司已发布多款输出兼容JESD204和JESD204A的转换器,目前正在开发输出兼容JESD204B的产品。AD9639是一款四通道、12位、170 MSPS/210 MSPS ADC,集成JESD204接口。AD9644和AD9641是14位、80 MSPS/ 155 MSPS、双通道/单通道ADC,集成JESD204A接口。DAC这方面,最近发布的AD9128是一款双通道、16位、1.25 GSPS DAC,集成JESD204A接口。 随着转换器速度和分辨率的提高,对于效率更高的数字接口的需求也随之增长。随着JESD204串行数据接口的发明,业界开始意识到了这点。接口规范依然在不断发展中,以提供更优秀、更快速的方法将数据在转换器和FPGA(或ASIC)之间传输。接口经过两个版本的改进和实施,以适应对更高速度和分辨率转换器不断增长的需求。展望转换器数字接口的发展趋势,显然JESD204有望成为数字接口至转换器的业界标准。每个修订版都满足了对于改进其实施的要求,并允许标准演进以适应转换器技术的改变及由此带来的新需求。随着系统设计越来越复杂,以及对转换器性能要求的提高,JESD204标准应该可以进一步调整和演进,满足新设计的需要。 来源: 亚德诺半导体 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-25 关键词: 数字信号 转换器

  • 启动引擎时电压过冲怎么破?这款DC/DC转换器让你的设计“稳”操胜券

    出品 21ic中国电子网 王丽英 网站:21ic.com 近年来,汽车上的电子产品越来越多,耗电也越来越多,传统的燃油车电池和发电机能够提供的电量却没有提升,所以对芯片的低功耗,节能化要求是越来越高了。 传统的燃油汽车上有两个电源,分别是发电机和电池,它们的电压范围一般是10-16V左右,而汽车上电子设备中所使用的芯片,包括MCU、电机驱动、车灯驱动等芯片的工作电压却并不是一样的。这就需要在中间经过一系列的一次电源以及二次电源的转换以满足这些芯片的工作需求。同时,从电池和发电机输出的电压存在较大波动,这就需要负责控制供电的电源IC能同时实现有助于稳定工作的高速响应和有助于节能的高功率转换效率。这对市场上目前的车用供电电源IC是一个挑战。 日前,罗姆公司面向ADAS(高级驾驶辅助系统)相关的传感器、摄像头、雷达、汽车信息娱乐系统及仪表盘等,开发出包括12款机型在内的车载一次DC/DC转换器“BD9P系列”产品。 新产品采用ROHM自有的电源技术“Nano Pulse ControlT”,并采用新型控制方式,同时具备原本存在矛盾关系的高速响应和高效率优势,有效地解决了上述挑战,获得了各车载产品制造商的高度好评。 罗姆上海技术中心的FAE朱莎勤向21ic电子网记者详细讲解了这款新产品所采用的创新技术以及独特优势。 “BD9P系列”可在电池的输入电压波动时稳定工作,与普通产品相比,能够将电压波动时的输出过冲抑制在1/10以内,因此不再需要添加以往作为过冲对策所必需的输出电容器。 另外,新产品通过采用新型控制方式,同时具备了通常被认为存在矛盾关系的高速响应和高效率优势。不仅在高负载时的功率转换效率高达92%(输出电流1A时),而且在轻负载时的功率转换效率也达到85%(1mA时),从轻负载到高负载都实现了非常出色的高效率,这将非常有助于进一步降低行驶时和引擎停止时的功耗。 不仅如此,新产品与连接在它后段的二次DC/DC转换器“BD9S系列”相结合,还可组成高效且高速的车载电源电路。这些方案已经作为ROHM提供的参考设计方案公布在官网上。 基于以上这些创新技术,罗姆公司新推出的车载一次”DC/DC转换器“BD9P系列具有如下 三个主要优势特点: 1. 即使电池电压波动时也不会过冲,可稳定工作 众所周知,汽车引擎发动时,电压波动时比较剧烈的,如果电压过高,可能会导致后面连接负载的芯片过压损坏,为此,在一些设计方案中就会增加过冲电容。而采用罗姆的这款新产品,就可以完全避免这个问题,从而减少过冲电容的使用,降低用户成本。 2. 在更宽的负载电流范围实现高效率,有助于进一步降低应用产品的功耗 同时具备高速响应和高效率优势,这两项通常被认为是矛盾的。采用以往技术的电源IC,为了确保高速响应性能,需要较大的驱动电流,在轻负载时很难同时兼顾高速响应和高效率。 罗姆的新产品搭载了采用新型控制方式的电路,用低于普通产品的驱动电流即可充分实现高速响应。这不仅使高负载时的转换效率高达92%(输出电流1A时),而且使轻负载时的转换效率也达到85%(1mA时)。从轻负载到高负载均实现了非常出色的高效率,因此无论是引擎停止时还是行驶时,都非常有助于降低应用产品的功耗。 3.采用Nano Pulse Control技术,实现高降压比和稳定工作 新产品采用ROHM自有的超高速脉冲控制技术“Nano Pulse Control”,始终在不干扰AM广播频段(1.84MHz Max.)的2.2MHz工作,对于最大40V的高电压输入,还实现了由后段元器件驱动的3.3V~5.0V级稳定输出。此外,还内置展频功能,可降低噪声峰值,因此非常适用于对辐射噪声要求尤为严格的车载应用。 朱莎勤告诉21ic电子网记者,这款产品目前提供两种封装形式QFN和SOP封装,QFN偏向小型化,而一般客户会根据自己产线的情况或者PCB面积情况选择不同封装,而SOP带引脚,可靠性和散热性上也更好一些,可以满足客户不同产线或PCB对封装的要求。 为了帮助工程师尽快上手这款产品,罗姆已推出了参考设计和“ROHM Solution Simulator”仿真工具,“ROHM Solution Simulator”是一款在线仿真工具,工程师可以免费试用,从而帮助工程师大大减少在电路设计、电路板设计、降噪设计、热设计、仿真等各设计阶段的设计工时。 朱莎勤透露,该新产品还可支持汽车电子产品可靠性标准AEC-Q100,在严苛的车载环境中也可以确保高可靠性。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-25 关键词: 数字信号 转换器

  • 科普:什么是JESD204标准,为什么要重视它?

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    时间:2020-11-23 关键词: 数字信号 转换器

  • 从直流到宽带,模拟信号链设计不可忽略的“共模”

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    时间:2020-11-22 关键词: 模拟信号 转换器

  • ROHM推出耐电池电压波动的车载一次DC/DC转换器“BD9P系列”

    ROHM推出耐电池电压波动的车载一次DC/DC转换器“BD9P系列”

    全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)面向ADAS(高级驾驶辅助系统)相关的传感器、摄像头、雷达、汽车信息娱乐系统及仪表盘等,开发出包括12款机型在内的车载一次*1DC/DC转换器*2 “BD9P系列”产品。 近年来,汽车的电子化进程突飞猛进,但由于汽车的电池和发电机能够提供的电力有限,因此对降低功耗的要求越来越高。另外,从电池和发电机输出的电压存在较大波动。而负责控制供电的电源IC,却一直很难同时实现有助于稳定工作的高速响应和有助于节能的高功率转换效率。 ※Nano Pulse ControlTM是ROHM Co.,Ltd.的商标或注册商标。 新产品采用ROHM自有的电源技术“Nano Pulse ControlTM※”,并采用新型控制方式,同时具备原本存在矛盾关系的高速响应和高效率优势,已获得各车载产品制造商的高度好评。 “BD9P系列”可在电池的输入电压波动时稳定工作,与普通产品相比,能够将电压波动时的输出过冲抑制在1/10以内,因此不再需要添加以往作为过冲对策所必需的输出电容器。 另外,新产品通过采用新型控制方式,同时具备了通常被认为存在矛盾关系的高速响应和高效率优势。不仅在高负载时的功率转换效率高达92%(输出电流1A时),而且在轻负载时的功率转换效率也达到85%(1mA时),从轻负载到高负载都实现了非常出色的高效率,这将非常有助于进一步降低行驶时和引擎停止时的功耗。 不仅如此,新产品与连接在它后段的二次DC/DC转换器“BD9S系列”相结合,还可组成高效且高速的车载电源电路。这些方案已经作为ROHM提供的参考设计方案公布在官网上。通过灵活利用参考板、各种工具以及ROHM免费提供的在线仿真工具“ROHM Solution Simulator”,还可以实施接近实际使用的仿真,并大大减少应用产品的设计负担。 新产品已于2020年10月开始以月产5万个的规模投入量产(样品价格500日元/个,不含税)。 未来ROHM将继续开发有助于进一步降低功耗和提高系统可靠性的产品,不断为汽车行业的发展贡献力量。 <特点详情> 新产品是通过采用“Nano Pulse ControlTM”技术实现了非常高的降压比,并可高效率且稳定工作的DC/DC转换器。新产品还支持汽车电子产品可靠性标准AEC-Q100,在严苛的车载环境中也可以确保高可靠性。 1. 即使电池电压波动时也不会过冲,可稳定工作 当从输入电压低于输出设置电压的状态恢复到波动前的电压时,会发生输出电压过冲问题,这是一直以来存在的一个课题,而新产品能够将该过程抑制在1/10以内,故不再需要普通产品作为过冲对策需要添加的输出电容器。因此,即使在起动时发生电池电压突发波动的情况下,设备也可以稳定工作。 2. 在更宽的负载电流范围实现高效率,有助于进一步降低应用产品的功耗 新产品同时具备高速响应和高效率优势,而这两项通常被认为是矛盾的。 采用以往技术的电源IC,为了确保高速响应性能,需要较大的驱动电流,在轻负载时很难同时兼顾高速响应和高效率。新产品搭载了采用新型控制方式的电路,用低于普通产品的驱动电流即可充分实现高速响应。这不仅使高负载时的转换效率高达92%(输出电流1A时),而且使轻负载时的转换效率也达到85%(1mA时)。从轻负载到高负载均实现了非常出色的高效率,因此无论是引擎停止时还是行驶时,都非常有助于降低应用产品的功耗。 3. 采用Nano Pulse ControlTM技术,实现高降压比和稳定工作 新产品采用ROHM自有的超高速脉冲控制技术“Nano Pulse ControlTM”,始终在不干扰AM广播频段(1.84MHz Max.)的2.2MHz工作,对于最大40V的高电压输入,还实现了由后段元器件驱动的3.3V~5.0V级稳定输出。此外,还内置展频功能,可降低噪声峰值,因此非常适用于对辐射噪声要求尤为严格的车载应用。 4. 提供有助于减少配套产品开发工时的工具 ROHM公布的参考设计和“ROHM Solution Simulator”,有助于大大减少在电路设计、电路板设计、降噪设计、热设计、仿真等各设计阶段的设计工时。 ● 参考设计 包括新产品“BD9P系列”在内的参考设计,涵盖了ADAS/信息娱乐功能所需的电源系统,不仅已完成标准的电气特性测试,还完成了EMC测试、热测试等测试。此外,还公布了评估报告和各种工具,包括设计数据、所搭载产品的仿真模型、PCB CAD用的符号等。而且,通过使用参考板“REFRPT001-EVK-001”,还可以轻松进行实机确认。 公布的各种工具 ・设计数据(电路图、BOM、PCB数据等) ・仿真模型(SPICE模型、热仿真用模型) ・PCB库(CAD工具用的符号、引脚焊盘等) ● ROHM Solution Simulator “ROHM Solution Simulator”是一款能够在电路解决方案上一并验证功率元器件(功率半导体)、驱动IC及电源IC等产品的在线仿真工具。ROHM提供包括新产品在内的参考电路图作为部分参考设计,并提供各种工具来支持客户的开发。 “ROHM Solution Simulator” 链接:https://www.rohm.com.cn/solution-simulator 新产品包括输出电压3.3V、5.0V及可调型系列产品,可支持广泛的电路类型。 <应用示例> ◇ADAS的传感器、摄像头、雷达 ◇汽车信息娱乐系统、仪表盘、BCM(车身控制模块)等 汽车中要求小型、高效、高可靠性的应用 <关于Nano Pulse ControlTM> Nano Pulse ControlTM是在ROHM的垂直统合型生产体制下,凝聚“电路设计”、“布局”、“工艺”三大先进的模拟技术而实现的超高速脉冲控制技术。该技术使得以往必须由两枚以上电源IC构成的从高电压到低电压的电压转换,仅由“一枚电源IC”即可实现,这非常有助于12V级电源系统(燃油汽车和xEV等)和48V级电源系统(轻度混合动力汽车、工业机器人及基站的辅助电源等)驱动的应用产品实现小型化和系统简化。 <术语解说> *1)一次(Primary) 在电源IC中,从电池等电源的角度来看,负责第1级转换的称为“一次(Primary)”,负责之后的第2级转换的称为“二次(Secondary)”。 *2)DC/DC转换器 属于电源IC的一种,具有将直流(DC)电压转换为直流电压的功能。 也称为“开关稳压器”,通过开关来生成输出电压。一般功率转换效率比较优异,主要有用来降低电压的“降压型”和用来提升电压的“升压型”两种类型。

    时间:2020-11-19 关键词: rohm bd9p 转换器

  • 采用2 MHz单芯片降压-升压DC-DC转换器和LED驱动器消除PCB空间受限的困扰

    采用2 MHz单芯片降压-升压DC-DC转换器和LED驱动器消除PCB空间受限的困扰

    简介 随着电子设备尺寸不断缩小,它们的内部电路必须同步缩小。产品小型化成为各行各业的显著发展趋势,这为工程师在空间受限的设计中完成合适的解决方案带来了新的设计难题。 为了满足紧凑型电子设备日益严格的尺寸要求,集成电路(IC)设计人员将外部元件集成到器件内部,以最大程度地减少外部元件数量。在构建所有电子设备所需的各种电路中,缩小DC-DC转换器的尺寸同样极具挑战性,因为它们无处不在(所有设备都需要电源),电源设计人员通常会面临这样一个现实,即缩小解决方案尺寸往往会对性能产生负面影响。 例如,能显著节省PCB面积的一种方法是采用单芯片DC-DC转换器,该转换器将经过精心选择的电源开关器件集成到IC封装之中,从而使所需外部元件减少为少量的无源器件。在许多情况下,与外部电源开关控制器设计相比,紧凑型设计最终会带来不需要的结果,即在更小的空间中增加了功率损耗,从而产生更高的温升。为了避免产生的热量水平造成困扰,选择合适的单片式DC-DC转换器对于设计紧凑高效的电源系统至关重要。 2 MHz单芯片4开关降压-升压DC-DC转换器和LED驱动器 LT3942是ADI公司非常通用的单芯片降压-升压稳压器IC之一。该升压-降压转换器能够应对在创建灵活紧凑的DC-DC转换器解决方案的同时不会牺牲性能的挑战。LT3942将四个40 V/2 A电源开关、两个栅极驱动器自举二极管及其所有的控制和驱动器电路集成到一个4 mm × 5 mm小型QFN封装中。由于具有高达2 MHz工作开关频率能力,因此可以最大程度地减小外部元件的尺寸,节省PCB空间,同时为各种DC-DC转换器提供了高带宽工作性能。 图1.这款基于LT3942的演示电路(DC2404A)展示了一种高性能、紧凑型DC-DC稳压器解决方案,专门用来在这种情况下驱动LED。 LT3942具有与LT8390A/LT8391A系列降压-升压控制器IC相同的峰值电流模式控制方案,并且能够在2开关升压、4开关降压-升压(升压-降压)和2开关降压工作模式之间无缝转换。转换器监测并比较其输入和输出电压,以确定正确的工作模式。当PVIN:PVOUT的比率发生变化并迫使转换器转换模式时,LT3942保持稳压作用,同时可以在开关对之间智能切换控制。 除了通过多种PVIN:PVOUT组合来调节输出电压之外,LT3942还可以配置为调节输入或输出电流,以用于恒定电流调节应用。来自ISMON引脚的电流监控反馈提供了一个与实测电流成比例的缓冲电压输出,从而允许连接的电路监控实测的电流水平。这种调节电流或电压的能力使LT3942非常适合用作LED驱动器、紧凑型电池充电器、微型太阳能电池板供电的转换器或通用稳压器。 14 V、1 A LED驱动器 图1显示了基于LT3942的紧凑型LED驱动器的完整评估电路。该解决方案能够为四个(最高14 V)串联的一串白光LED提供1 A电流。最大功率输出的输入电压范围为7 V至36 V,低工作电流时可降至4 V,非常适合未稳压的汽车输入电源。该解决方案中的LT3942的工作开关频率为2 MHz,因此可以使用相对较小的电感和电容。所以完整的LED驱动器解决方案适合15 mm × 15mm 的PCB尺寸,所有元件都位于电路板的同一面(包括IC)。 该解决方案还具有高带宽工作性能,可以快速调节输出电流。当在降压模式下工作时,LT3942使用外部PWM源对LED进行100 Hz无闪烁调光,从而实现高达5000:1的调光比。 如果没有外部PWM源,也可以使用其内部PWM调光功能实现LT3942调光。内部调光提供高达128:1的调光功能,无需任何外部PWM信号源,仅需一个电阻即可设置调光频率,以及一个直流电压来控制输出电流的占空比。与大多数Power by Linear™的LED驱动器一样,LT3942还具有模拟调光功能,通过在CTRL引脚上施加直流电压可提供高达20:1的模拟调光。可以将模拟和PWM调光组合使用,以实现比单独使用任何一种方法更高的有效调光比。 图2.DC2404A利用LT3942创建了一个紧凑型14 W LED驱动器应用,可在宽输入范围提供稳定的输出电流。 图3.LT3942的高带宽工作性能有助于LED照明应用在宽动态亮度范围内实现高比率PWM调光。无需EMI滤波器,DC2404A在120 Hz时可实现高达4000:1的调光,而在100 Hz时则可实现高达5000:1的调光。 展频用于降低EMI峰值 为了帮助创建一个低噪声DC-DC转换器系统,LT3942内置一个可选展频(SSFM)功能。SSFM一旦启用,会在由RT电阻设置的值至高达25%的额外开关频率之间扫描开关频率。该扫描动作可以在宽频谱范围内分散由开关引起的辐射,而不是将这些辐射集中在窄带中,从而降低整体的EMI峰值。SSFM与输入和输出EMI滤波器结合使用时,有助于降低宽频率范围内的EMI,从而更易于设计符合辐射标准的系统。 12 V、1 A稳压器 LT3942不只限于驱动LED。它是一款功能强大的紧凑型稳压器,非常适合解决从宽范围未稳压电源产生稳定输出的问题。图4中所示的12 V、1 A稳压器设计与图2中的14 W LED驱动器解决方案相似,但做了一些小改动。与LED驱动器应用一样,稳压器可以在很宽的输入电压范围内维持输出调节,可在电压低至7 V的条件下提供全输出功率,并在电压低至4 V的条件下维持低输出功率工作。 图4中的效率曲线表明,即使工作开关频率为2 MHz时,LT3942 12 V稳压器也具有接近95%的出色峰值效率,而在其大多数输入电压范围内的效率为85%或更高。即使以其总输出功率的十分之一为其输出供电,也可保持80%以上的效率,这表明该器件在轻负载条件下仍可高效运行。 LT3942的电流检测和控制特性使其不仅适合于LED调光控制,而且也能在需要电压调节和电流控制的其他情况下出色地工作。将检测电阻配置在输出端时,可以很轻松地将LT3942配置用作紧凑型恒流、恒压电池充电器。对于具有严格输入电流限制的应用,例如由小型电池、电容组或光伏电池供电的电路,可以将监测电阻移至稳压器的输入侧,从而为系统提供输入电流限制和监控。LT3942可从CC模式无缝转换为CV模式(反之亦然),确保输入和/或输出始终稳定。 图4.配置为12 W稳压器的LT3942在宽输入范围内具有出色的电压调节和负载效率特性。 汽车顺序点亮转向信号和装饰性照明 在新型豪车和高性能汽车上常见的动画式顺序点亮转向信号灯正在迅速普及,逐步取代传统的闪烁式指示灯。早期的顺序点亮转向信号的实现采用多个降压转换器或线性稳压器为转向信号灯组中的LED供电,导致解决方案复杂、相对低效且过于庞大,极大地限制了照明设计的应用领域。减少所需功率IC的数量,使用单个高效器件,是扩大照明设计人员选择范围的明显方式。 单个转换器解决方案需要的器件能够对各种LED组合(照明设计中会出现从所有LED点亮到单个LED点亮,以及介于前两者之间的各种其他组合)的串电压维持输出调节。随着动画灯在连接的LED的各种配置中变化时,输入电压会高于、低于或等于输出电压。这种类型的应用需要一个升压-降压转换器,该转换器可以智能地选择工作模式并在工作模式之间无缝转换,同时维持输出调节。LT3942的降压-升压拓扑和高带宽工作性能使它能够轻松操纵这些变化而不会出现毛刺。 图5所示的顺序点亮转向信号设计采用LT3942从汽车电池以330 mA电流为八个LED供电,并可选择为一串琥珀色LED(用于转向信号灯操作)、一串白色LED(用于日间行车灯)或其他装饰性照明(用于前灯/尾灯设计中)供电。 图5.在顺序点亮转向信号应用中,每次点亮一个LED,从而迫使DC-DC转换器迅速适应新的PVIN:PVOUT组合。这对LT3942来说不是问题,因为它可在顺序点亮转向模式期间从升压、降压-升压、降压工作模式无缝转换,从而确保在各种模式下维持稳定的LED电流。 微控制器充当用户输入的转向信号与照明系统之间的接口。这使照明设计人员(或最终用户,如果需要的话)能够完全控制执行LED动画顺序点亮所需的所有时序和信号,并且可以控制在任何给定时间为哪种颜色的LED灯串供电。 在此设计中,在顺序点亮模式期间,每次向灯串导入一个转向信号LED,以产生转向信号。当LED由微控制器添加到灯串时,LT3942维持对输出电流的调节,以保持一致的光亮度。在所有LED都点亮之后,LT3942停止开关操作,并拉低输出电压,使转换器设置为下一个顺序点亮周期做好准备。当转向信号未使用时,微控制器重新连至装饰照明LED串,并继续等待转向信号用户输入,这将两种照明功能组合到一个LED驱动器解决方案中。 小结 电子设备迫使工程师不断寻求更小的集成器件,以满足日益增长的空间受限需求。LT3942单芯片降压-升压转换器和LED驱动器集成了众多可节省空间的特性,以解决空间受限的电气设计难题,同时不会牺牲性能。其单芯片设计和2 MHz的工作开关频率缩小了解决方案的尺寸,使其能够适用于紧凑的PCB设计中。该器件具有高度灵活性,既可以用作恒流调节器,也可以用作恒压调节器,适合各式各样的应用。 对于需要低噪声电源以满足严格EMI要求的设计,LT3942的SSFM功能有助于降低传导发射和电磁辐射骚扰,其便捷的IC封装引脚排列可实现紧凑的开关热环路。这些特性以及宽输入范围,可在设计人员面临紧凑型电源需求时,简化他们的工作。

    时间:2020-11-17 关键词: 驱动器 PCB 转换器

  • 值得学习的电感型升压DC/DC转换器的工作过程

    值得学习的电感型升压DC/DC转换器的工作过程

    什么是电感型升压DC/DC转换器?相信很多电子工程师都知道电感型升压DC/DC转换器,因为在很多电路设计中都会用到,那么你知道它的原理吗?下面就让小编带领大家一起来学习。 电感的作用:是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件,当MOS开关管闭合后,电感将电能转换为磁场能储存起来,当MOS断开后电感将储存的磁场能转换为电场能,且这个能量在和输入电源电压叠加后通过二极管和电容的滤波后得到平滑的直流电压提供给负载,由于这个电压是输入电源电压和电感的磁砀能转换为电能的叠加后形成的,所以输出电压高于输入电压,既升压过程的完成; 实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。 肖特基二极管主要起隔离作用,即在MOS开关管闭合时,肖特基二极管的正极电压比负极电压低,此时二极管反偏截止,使此电感的储能过程不影响输出端电容对负载的正常供电;因在MOS管断开时,两种叠加后的能量通过二极向负载供电,此时二极管正向导通,要求其正向压降越小越好,尽量使更多的能量供给到负载端!! 电感值如何影响电感型升压转换器的性能? 因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。要对电感饱和电流额定值进行选择,使其大于电路的稳态电感电流峰值。 电感升压原理: 什么是电感型升压DC/DC转换器? 如图1所示为简化的电感型DC-DC转换器电路,闭合开关会引起通过电感的电流增加。打开开关会促使电流通过二极管流向输出电容。因储存来自电感的电流,多个开关周期以后输出电容的电压升高,结果输出电压高于输入电压。 电感型升压转换器应用在哪些场合? 电感型升压转换器IC电路输出二极管选择的原则是什么? 升压转换器要选快速肖特基整流二极管。与普通二极管相比,肖特基二极管正向压降小,使其功耗低并且效率高。肖特基二极管平均电流额定值应大于电路最大输出电压。 电感型升压转换器的一个主要应用领域是为白光LED供电,该白光LED能为电池供电系统的液晶显示(LCD)面板提供背光。在需要提升电压的通用直流-直流电压稳压器中也可使用。 决定电感型升压的DC-DC转换器输出电压的因素是什么? 在图2所示的实际电路中,带集成功率MOSFET的IC代替了机械开关,MOSFET的开、关由脉宽调制(PWM)电路控制。输出电压始终由PWM占空比决定,占空比为50%时,输出电压为输入电压的两倍。将电压提高一倍会使输入电流大小达到输出电流的两倍,对实际的有损耗电路,输入电流还要稍高。 怎样选择电感型升压转换器IC电路的输入电容? 升压调节器的输入为三角形电压波形,因此要求输入电容必须减小输入纹波和噪声。纹波的幅度与输入电容值的大小成反比,也就是说,电容容量越大,纹波越小。如果转换器负载变化很小,并且输出电流小,使用小容量输入电容也很安全。如果转换器输入与源输出相差很小,也可选小体积电容。如果要求电路对输入电压源纹波干扰很小,就可能需要大容量电容,并(或)减小等效串联电阻(ESR)。 电感值如何影响电感型升压转换器的性能? 因为电感值影响输入和输出纹波电压和电流,所以电感的选择是感性电压转换器设计的关键。等效串联电阻值低的电感,其功率转换效率最佳。要对电感饱和电流额定值进行选择,使其大于电路的稳态电感电流峰值。 电感型升压转换器IC电路输出二极管选择的原则是什么? 升压转换器要选快速肖特基整流二极管。与普通二极管相比,肖特基二极管正向压降小,使其功耗低并且效率高。肖特基二极管平均电流额定值应大于电路最大输出电压。 在电感型升压转换器IC电路中,选择输出电容时要考虑哪些因素? 输出电容的选择决定于输出电压纹波。在大多数场合,要使用低ESR电容,如陶瓷和聚合物电解电容。如果使用高ESR电容,就需要仔细查看转换器频率补偿,并且在输出电路端可能需要加一额外电容。 1 怎样选择电感型升压转换器IC电路的输入电容? 升压调节器的输入为三角形电压波形,因此要求输入电容必须减小输入纹波和噪声。纹波的幅度与输入电容值的大小成反比,也就是说,电容容量越大,纹波越小。如果转换器负载变化很小,并且输出电流小,使用小容量输入电容也很安全。如果转换器输入与源输出相差很小,也可选小体积电容。如果要求电路对输入电压源纹波干扰很小,就可能需要大容量电容,并(或)减小等效串联电阻(ESR)。 进行电感型升压转换器IC电路布局时需要考虑哪些因素? 首先,输入电容应尽可能靠近IC,这样可以减小影响IC输入电压纹波的铜迹线电阻。其次,将输出电容置于IC附近。连接输出电容的铜迹线长会影响输出电压纹波。第三点是,尽量减小连接电感和输出二极管的迹线长度,减小功耗并提高效率。最后一点是,输出反馈电阻远离电感可以将噪声影响降至最小。 在电感型升压转换器IC电路中,选择输出电容时要考虑哪些因素?输出电容的选择决定于输出电压纹波。在大多数场合,要使用低ESR电容,如陶瓷和聚合物电解电容。如果使用高ESR电容,就需要仔细查看转换器频率补偿,并且在输出电路端可能需要加一额外电容。 2 进行电感型升压转换器IC电路布局时需要考虑哪些因素? 首先,输入电容应尽可能靠近IC,这样可以减小影响IC输入电压纹波的铜迹线电阻。其次,将输出电容置于IC附近。连接输出电容的铜迹线长会影响输出电压纹波。第三点是,尽量减小连接电感和输出二极管的迹线长度,减小功耗并提高效率。最后一点是,输出反馈电阻远离电感可以将噪声影响降至最小。 电感型升压转换器应用在哪些场合? 电感型升压转换器的一个主要应用领域是为白光LED供电,该白光LED能为电池供电系统的液晶显示(LCD)面板提供背光。在需要提升电压的通用直流-直流电压稳压器中也可使用。 在很多的移动设备中经常需要将电池电压提升到设备电路需要的电压值,因此直流对直流的升压电路应用比较广泛,在很多数码产品中都存在应用,以上就是电感型升压DC/DC转换器解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-11-06 关键词: 电感 升压电路 转换器

  • 关于集成开关和外部开关的区别,你知道吗?

    关于集成开关和外部开关的区别,你知道吗?

    什么是降压转换器?由于现代四开关升降压转换器在输入和输出端都具有高频电流环路,因此必须根据工作模式对输入和输出进行滤波。降压转换器解决方案中有许多集成开关和外部开关,后者通常被称为步降或降压控制器。这两种开关具有明显的优缺点,因此在两种开关之间进行选择时必须要考虑到其各自的优缺点。 许多集成开关都具有组件数量少的优点,这一优点使这些开关拥有较小的尺寸,可以用于许多低电流应用。由于其集成性,在表现出良好 EMI 性能的同时,它们均可以在高温或其他外部可能出现的影响条件下得到保护。但是它们也有不足之处,即电流和散热极限问题;而外部开关则提供了更大的灵活性,电流处理能力仅受外部 FET 选择的限制。在负极侧,外部开关需要更多的组件且必须得到保护,以免受到潜在问题的损坏。 为了处理更高的电流,开关也要更大些,这就使得集成更加昂贵,因为需要占用芯片更大的宝贵空间并且需要采用更大的封装。另外功耗问题也是一个难题。因此,我们可以得出这样的结论:对于较高的输出电流(通常高于 5A)而言,外部开关是上佳之选。 同步整流与异步整流 仅具有一个开关的异步或非同步整流器降压转换器在低位通路中需要一个续流二极管,而在具有两个开关的同步整流器降压转换器中,第二个开关取代了上述续流二极管(见图 2)。与同步解决方案相比,异步整流器具有可提供较为便宜的解决方案的优点,但是其效率不是很高。 图 2 SMPS—异步和同步整流 利用一个同步整流器拓扑,并把一个外部肖特基二极管与低位开关并联将可以获得最高的效率。相对于肖特基二极管,由于在“开启”状态下存在一个较低的压降,因此这种低位开关的更高复杂度提高了效率。在停滞时间期间(两个开关均处于关闭状态),与 FET 内部背栅二极管相比,外部肖特基二极管具有更低的压降性能。 外部补偿与内部补偿 一般来说,采用外部开关的降压控制器可提供外部补偿,因为他们所适合的应用非常广泛。外部补偿有助于控制环路适应各种外部组件,如FET、电感以及输出电容。 对于采用集成开关的转换器而言,一般会同时用到外部补偿和内部补偿。内部补偿实现了极快的工艺验证周期以及较小的 PCB 解决方案尺寸。 内部补偿的优势可以概括为易于使用(因为只需要对输出滤波器进行配置)、可进行快速设计,且组件数量较少,因此可提供低电流应用小尺寸解决方案。其缺点就是灵活性较差,且输出滤波器必须服从于内部补偿。而外部补偿提供了更大的灵活性,可以根据所选的输出滤波器对补偿进行调整,同时,对于较大的电流而言,该补偿可以是一个较小的解决方案,但是这种应用更为困难。 电流模式控制与电压模式控制 在图1所描述的拓扑结构中,仍然存在许多可以进一步差异化的方面。例如,调节环路的拓扑以及所使用的开关类型可以是不同的。 图 1 降压转换器拓扑结构 调节器本身可以以电压模式或电流模式进行控制。在电压模式控制时,输出电压为控制环路提供了主反馈,且前馈补偿通常是通过使用输入电压作为一个次级控制环路来实施的,以增强瞬态响应行为;在电流模式控制时,电流为控制环路提供了主反馈。根据控制环路的不同,这一电流可以是输入电流、电感电流或输出电流。次级控制环路为输出电压。 电流模式控制具有可提供快速反馈环路响应的优点,但是要求具有斜率补偿,需要开关噪声滤波以进行电流测量,且在电流检测分路上存在功率损耗。电压模式控制不需要斜率补偿,并且可提供具有前馈补偿的快速的反馈环路响应,虽然在这里推荐使用瞬态响应增强性能,但是误差放大电路可能要求更高的带宽。 电流和电压模式控制拓扑结构均适合于为了用于大多数应用进行的调整。在许多情况下,电流模式控制拓扑都要求有一个额外的电流环路检测电阻器;具有集成前馈补偿的电压模式拓扑实现了几乎相同的反馈环路响应,且无需电流环路检测电阻器。此外,前馈补偿还简化了补偿设计。许多单期的开发工作都是利用电压模式控制拓扑来实现的。 开关、NMOSFET与PMOSFET 当前常用的开关均为增强型 MOSFET,并且有许多步降/降压转换器和控制器都采用了 NMOSFET 和 PMOSFET 驱动器。与 PMOSFET相比,NMOSFET 通常提供的性价比更高,该器件上的驱动电路也更为复杂。为了开关一个 NMOSFET,需要一个比该器件输入电压更高的栅极电压。诸如自举或充电泵的技术必须是集成的,增加了成本,也降低了 NMOSFET 最初的成本优势。 示例应用 如图3、图4所示,这两种应用方案中的主芯片为TI推出的 TPS40200异步降压控制器和 TPS5410/20/30 异步降压转换器,它们专门针对车载行业苛刻的要求和 AEC Q100 规范而开发。 图3 降压调节器,5~50V 输入,3.3V/2A 输出 图4 降压转换器,5~36V 输入,5.0V/1A 输出 TPS40200为一个外部 PMOSFET 提供集成的驱动器,从而提供了一款成本极低的解决方案。它具有一个异步整流器、外部补偿和具有前馈补偿功能的电压模式控制。该拓扑允许通过选择外部 PMOSFET 对输出电流能力进行调整,与此同时,集成的电流限制功能实现了对外部 PMOSFET 的保护以防止出现过流。外部补偿有助于适应电感和输出电容器更宽范围的设置。这就实现了成本和效率的进一步优化。 在图3所示的设计方案中, TPS40200 降压转换器在 3.3V 时可提供 2A 的电流,并实现 90% 以上的效率(在 5V 时,可实现 94% 的效率)。 在车载环境中,该组件所提供的重要特性包括:宽输入电压范围(4V~52V)、宽工作温度范围(TJ 为-40℃~+150℃)、与外部频率同步的能力,以及可编程短路保护特性。 异步降压转换器TPS5410/20/30具有一个集成的NMOSFET开关、一个异步整流器,并提供了内部补偿,以及具有前馈补偿的电压模式控制。 除了输出滤波器以外,唯一必须的外部组件就是位于低位通道上的续流肖特基二极管。我们对集成补偿与集成的 NMOSFET 进行了调整,以实现 TPS5410 高达 1A 的连续输出电流、TPS5420 2A 的电流以及 TPS5430 高达 3A 的电流。由于内部补偿的采用以及较少的组件数量,该器件实现了非常短的工艺验证周期以及非常小的 PCB 解决方案尺寸。 和 TPS40200 一样,TPS5410/20/30 也提供了重要的车载环境特性。由于采用了内部补偿和电源开关,该器件具有宽的输入电压范围(5V~36V)、宽的工作温度范围 (TJ 为-40℃~+150℃)、短路保护功能以及较少的组件数量。 结语 本文对开关模式电源的拓扑结构进行了对比。对当前新型 SMPS 降压转换器和控制器解决方案作了详细说明,以帮助设计人员在降低信息娱乐、车身、传动系统和底盘应用车载系统成本的同时进行创新并增加市场机会。以上就是降压转换器的一些常见总类进行了对比,希望能给大家在学习的时候,呆着大家入门,对它有一个初步了解。

    时间:2020-11-01 关键词: 降压转换器 同步整流 转换器

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