在工厂自动化中的气动装置或过程自动化中的介质阀门设计中,大多数工厂和过程自动化设备设计用于 24V 电源。但是,对于某些阀门和接触器,客户可能拥有适用于各种交流或直流电压的控制信号 – 12 V、24 V、36 V、48 V,甚至 120 或 240 V。为了适应所有这些电压,我需要设计五个不同的线圈和五个独立的产品。
汽车系统旨在承受温度的广泛变化、极端输入瞬变和其他干扰。我们汽车中的几乎所有电子设备都经过严格的测试,需要满足汽车电子委员会 (AEC) 规定的质量系统标准和组件认证。大多数汽车系统由 12V 铅酸电池供电,我们可能知道,电池电压在我们可以想象的几乎所有条件下都会发生变化:环境温度、负载条件、年龄;这个清单不胜枚举。
LM5175-Q1是一个宽输入电压四开关降压控制器IC集成驱动器的n通道mosfet。当VIN大于VOUT时工作在降压模式,当VIN小于VOUT时工作在升压模式。当VIN接近VOUT时,设备运行在一个专有的过渡降压或升压模式。该控制方案在规定的工作范围内为任何输入/输出组合提供平稳运行。当VIN等于VOUT时,降压或升压过渡控制方案提供了低纹波输出电压,而不影响效率。
布局对于降压-升压转换器的成功运行非常关键。
许多工业和汽车应用具有广泛变化的输入电压 (V IN ) 轨,并且通常需要降压-升压 DC/DC 转换器来调节输出电压 (V OUT )。降压-升压 DC/DC 转换器可以是级联降压和升压级或单级。级联降压和升压级会导致双重转换,从而导致更大的尺寸、成本和功率损耗。
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。