从家用电器、笔记本电脑和数据中心到电动汽车,电源转换系统是每个电子设备的核心。在这个与 Wise-Integration 首席执行官 Thierry Bouchet 的播客中,我们将发现 GaN 在电源转换解决方案中的优势。Wise-Integration 是 CEA-LETI 的衍生公司,是一家从台积电开发 GaN 集成解决方案的公司,以使电源小型化并提高能源效率。
下一代功率器件必须采用满足性能、效率和价值要求的技术。正如您所提到的,GaN 已成为主要组件。然而,在评估 GaN 解决方案时,出现了一个问题,即什么是该应用的最佳解决方案。例如,GaN-on-silicon 和 GaN-on-silicon-carbide 或 GaN-on-GaN。在这种情况下,我们谈论的是垂直 GaN。GaN的默认衬底是硅或-碳化硅,对于碳化硅,在射频领域有很多应用,如你所知。在 GaN-on-GaN 中,我发现与其他产品相比,碳化硅的导热性比 GaN 高得多。你怎么看?技术在这方面的挑战和方向是什么?
电源完整性是一个复杂的领域,对于非常高性能的设计,电磁 (EM) 仿真成为一种重要工具,但由于成本原因,大多数制造商无法使用。像本系列中的往常一样,我们不会讨论复杂的理论。相反,让我们讨论一下制造商应该了解的有关为 ADC 供电的基础知识。
长期以来,将功耗降至最低一直是许多设计的主要目标。原因从显而易见的电池供电电路和绿色系统,到可能不那么明显的电源最小化和成本降低。大多数设计人员只是寻找具有最低功耗规格的产品。虽然较低的时钟频率通常意味着较低的功耗,但使用突发模式操作可以进一步降低功耗。本文介绍了使用突发模式操作来最小化 ADC(模数转换器)的平均功耗。
ADC 将现实世界的模拟信号(如声音、温度、压力和光)转换为可在数字域中处理的数字信号。 模拟设计工程师喜欢说“世界是模拟的”,但今天大多数信号处理都是由数字计算机完成的——模拟计算机的时代早已结束。本文概述了 ADC,并就如何成功应用它们提出了建议。
校准值可以通过读取已知参考值然后找出要使用的校正因子(二进制因数)来计算。对于给出的示例,理想情况和最坏情况 ADC 值之间的差异永远不会超过 1.2%,因此从原始值的二分之一或四分之一开始是没有意义的。测试和使用的唯一值是 1/128、1/256 和 1/512。你想从接近你期望看到的价值开始。
许多微控制器都包含片上 ADC。典型器件包括 Microchip PIC167C7xx 系列和 Atmel AT90S4434。大多数微控制器 ADC 都是逐次逼近的,因为这可以在速度和微控制器芯片上的空间成本之间进行最佳权衡。
ADC 比较,显示了可用于 sigma-delta、逐次逼近和闪存转换器的分辨率范围。还显示了每种类型的最大转换速度。如我们所见,可用的 sigma-delta ADC 的速度达到了逐次逼近型 ADC 的范围,但甚至不如最慢的闪存 ADC 快。表格没有显示的是速度和准确性之间的权衡。例如,虽然我们可以获得范围从 8 位到 16 位的逐次逼近型 ADC,但我们不会发现 16 位版本在给定的器件系列中是最快的。最快的闪存 ADC 不会是 12 位部分,而是 6 位或 8 位部分。
将模拟输入带入微处理器的常用方法是使用模数转换器 (ADC)。以下是选择此类零件并对其进行校准以满足您的需求的一些提示。
在要求不高的应用中,选择电容器的一个关键因素可能很简单,即确保电容器的工作电压至少与电路的工作电压一样高,然后选择合适的电容值。选择连接方法(径向引线、轴向引线或表面贴装)并执行任何与尺寸有关的优化。可能会考虑温度和电压特性(TCC 和 VCC),但对于大多数商品应用来说,这些通常不是重要因素。
当我与一些知识渊博的锁相环 (PLL) 设计师合作时,我了解到了这一点。他们告诉我,除了 C0G 或 X7R 电容器之外的任何东西都会有问题。这个“问题”是,除了用于制造 C0G 电容器的电介质之外,任何电介质都使用天然压电材料,并且在变形时会导致电压在部件上产生。我认为 PLL 设计人员首先发现这个问题是在设计显示冷却风扇旋转频率处的射频边带时。风扇使 PCB 振动,这种振动导致相关电容器产生足够的压电电压来调制 PLL 的振荡器调谐线,从而产生边带。将电容器更改为 C0G 类型使问题消失。
与开关一样,继电器也有多种形式,包括通用型、电源型、簧片型以及接触器,它们旨在处理非常高的电流和电压以及固态设备。
开关和继电器制造商正在提供更多选项,以帮助设计人员为其应用选择合适的器件。 开关和继电器市场的最大趋势之一是需要更多选项来帮助设计人员为其应用选择最佳开关器件。其他更大的要求是更长的使用寿命、更小的封装和更大的坚固性。
英飞凌推出 LITIX Power 双通道 DC/DC 控制器,无需额外的微控制器即可驱动 LED 前照灯。 Infineon Technologies AG通过双通道独立 DC/DC 控制器扩展了其LITIX Power 系列。该公司声称新的 TLD6098-2ES是第一款无需额外微控制器即可驱动全 LED 前照灯的产品。该控制器还可以操作四种标准 LED 前灯 功能:远光灯 (HB)、近光灯 (LB)、日间行车灯 (DRL) 和转向灯 (TURN)。LITIX Power 产品还可用作外部 LED 照明中动画的电压源。
钽电容器为高密度、高性能电子电路的设计人员提供了性能稳定的可靠高电容解决方案。钽电容器历来深受设计工程师的喜爱,广泛用于大容量储能、滤波和去耦等应用。钽电容器技术的进步包括聚合物阴极系统的成熟,这带来了更低的有效串联电阻 (ESR)、封装密度的显着提高以及有效串联电感 (ESL) 的降低。在这里,我们将研究这些发展对绩效的影响。