电流检测电阻器,也称为分流器,是测量电流的首选技术。为了不对电流产生不利影响,分流器的电阻值较小,在两端产生成比例的小电压。因此,设计人员必须利用放大此小电压的电路,通过模数转换器 (ADC) 进行上游转换。 分流电阻器两端的小电压通常必须从数十或数百毫伏增加到零点几伏。此任务通常由运算放大器或电流检测放大器来执行。电流检测放大器是一种专用运算放大器,集成了激光微调的精密电阻网络,用以设置增益。通常,放大器电压增益大约为 20 到 60 级,有时甚至更大。
车辆中 48V 电池系统的激增产生了对高精度、数十年电流测量的需求,以最大限度地提高电池管理系统 (BMS) 的效率。在本文中,我将讨论测量长达五个十年的电流时面临的挑战,并分析解决这一挑战的方法。我还将讨论其他诊断功能如何帮助您进行功能安全计算。
在电源中进行出色的效率测量需要许多因素,但我们这里主要关注温度稳定性。其他问题包括测量和分流器的质量和校准。由于效率需要两次电压和两次电流测量,因此使用的电压和电流表的误差可能会叠加。借助最好的手持式仪表(每个约 400 美元)和勤奋的校准,这种“叠加”可以将总体误差限制在 1% 左右。使用更高质量的台式仪器和经过良好校准的分流器,该误差可以减少到 0.1% 左右。
LED 技术为各种大功率照明应用打开了大门。图 1中的电路可以让我们知道交流电源何时可用。从交流线路驱动功率 LED 需要转换器或类似装置。在该电路中,无源IC极大地简化了整体设计。我们还可以简化电路以使用直流电源运行,这样我们就可以使用汽车电池在夜间提供照明。
有没有想过充电器的功率水平如何不断增加(例如利用 USB Type-C 标准),但尺寸仍然很小?在充电器兼作暖手器并变得不可靠之前,我们只能在密封的塑料盒内消散这么多的电量。你必须达到更高的效率。
在低成本电子产品的残酷世界中,多输出反激式电源具有几个市场优势。这些优势包括:固有的可靠性(更少的组件意味着更少的故障机会)、良好的外形尺寸(对于给定的输出功率而言尺寸更小)和低成本。
在设计任何系统时,我们通常必须设计电源以满足我们的要求。一种非常流行的解决方案是采用开关模式电源(或 SMPS),因为它们的效率非常高。然而,在保持低成本的同时设计 SMPS 非常具有挑战性,更不用说通过开关稳压器产生不稳定环路的风险了。在任何电力系统中,总是存在输出短路的风险。在这种情况下,有必要保护系统不因电流增加而损坏。
我们肯定希望我们使用的微处理器始终保持最佳性能,想象一下,我们的微处理器的电源由一个开关模式电源和一个线性稳压器组成,这使得功耗最小。该系统的框图如下图 1 所示。
为什么监控电压很重要?我们知道监控电压轨可以帮助我们防止掉电、检测过压事件、测量电池电量并帮助我们实施整体诊断策略。本文将介绍如何实施电压监控。有四种关键方法:
设计合理的Fly-Buck ™电路因其易用性、小解决方案尺寸、电流隔离、宽输入电压范围和低总体材料成本而得到证明,既方便又不可或缺。 例如,可编程逻辑控制器 (PLC) 、现场变送器、传感器和过程仪表、工业通信、人机界面 (HMI)和基于 IGBT 的电机驱动器都具有非常适合 Fly-Buck 电路的独特电源解决方案要求。随着要求严苛的隔离应用的实现,符合监管规范是越来越重要的电源解决方案基准。例如,IEC 61000-4 系统级 EMC规范中的各种测试与低频和高频干扰(ESD、EFT/突发、雷电浪涌以及传导和辐射射频抗扰度)有关。
使用稳压器时,转换器经常会在其输入电压达到可接受的设计水平之前尝试调节输出。因此,在这种情况下,转换器将需要来自电源的更多电流,从而可能会限制电源的电流。此外,由于稳压器的占空比可能处于最大值,因此在此操作时刻的输出电压可能超出规格。为避免这种情况,我们可以使用欠压锁定电路 (UVLO) 来设置转换器开启和关闭的特定输入电压阈值。
目前现在电子产品多数以正电源居多,但是负电源是存在的且有意义的。本文主要是对负电源的作用,意义以及如何获得负电源进行简单阐述。
微电子系统必须在接触放电模式下维持 8kV 的 ESD 水平,才能达到系统级 ESD 标准(IEC 61000-4-2)中“4 级”的抗扰度要求。硅片中器件尺寸有限的片上 ESD 保护电路难以承受系统级 ESD 测试的过应力。因此,在微电子系统的印刷电路板 (PCB) 上添加了分立 TVS,以保护 CMOS IC 免受系统级 ESD 测试的过应力。
我们知道我们的并联稳压器处于危险之中吗?不?别担心——修复是免费的。免费是好的。 隔离式 DC-DC 转换器应用中使用的非常常见的反馈电路使用ATL431等分流稳压器和光隔离器将输出电压反馈到脉冲宽度调制器(PWM) 控制器。
有多种技术可用于驱动反激拓扑中的同步整流器 (SR):使用栅极驱动变压器、让电源变压器自驱动 SR 或使用专用驱动器。由于击穿或反向恢复损耗,栅极驱动变压器和自驱动技术导致效率不太理想,但多年来,专门的 SR 驱动程序已经发展。使用实现伏秒平衡的驱动器来驱动 SR 将最大限度地减少击穿和反向恢复损耗并最大限度地提高效率。