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数字控制实现带有源缓冲的高可靠性DC-DC功率转换

<strong>作者:Subodh Madiwale ADI公司</strong>

<strong>摘要</strong>

一般而言,在高输出电流隔离式DC-DC电源应用中,使用同步整流器(尤其是MOSFET)是主流趋势。高输出电流还会在整流器上引入较高的di/dt。为了实现高效率,MOSFET的选择主要取决于导通电阻和栅极电荷。然而,人们很少注意寄生体二极管反向恢复电荷(Qrr)和输出电容(COSS)。这些关键参数可能会增大MOSFET漏极上的电压尖峰和振铃。

线性稳压器和开关模式电源的基本概念

<strong>Henry J. Zhang</strong>

<strong>摘要</strong>

本文希望帮助那些对电源设计和选择可能不很熟悉的系统工程师,理解线性稳压器和开关模式电源 (SMPS) 的基本概念。文章说明了线性稳压器和 SMPS 的基本工作原理,并讨论了每种解决方案的优势和劣势。以降压型转换器为例,进一步解释了开关稳压器的设计考虑因素。

<strong>引言</strong>

放大器电路设计:如何避免常见问题

<strong>作者:Charles Kitchin</strong>

<strong>简介与分立半导体组件相比,使用运算放大器和仪表放大器能给设计师带来显著优势。虽然有关电路应用的著述颇丰,但由于设计电路时往往匆忙行事,因而忽视了一些基本问题,结果使电路功能与预期不符。本应用笔记论述了最为常见的设计问题并提出了实用的解决方案。

<strong>缺少直流偏置电流回路</strong>

在系统中成功运用低压差稳压器

<strong>作者:Ken Marasco</strong>

<strong>简介</strong>

低压差稳压器(LDO)能够在很宽的负载电流和输入电压范围内保持规定的输出电压,而且输入和输出电压之差可以很小。这个电压差被称为压降或裕量要求,在负载电流为 2A时可以低至 80mV。可调输出低压差稳压器于 1977年首次推出。现在,便携设备需要使用的低压差线性稳压器经常多达 20 个。最新便携设备中的许多LDO被集成进了多功能电源管理芯片(PMIC)——这是高度集成的系统,拥有 20 个或以上的电源域,分别用于音频、电池充电、设备管理、照明、通信和其它功能。

ADI公司PLL产品系列的最新发展

什么是PLL(锁相环)?

► 锁相环
► 经典负反馈控制环路
► 工作在频域
► 它产生的输出频率(或相位)精确跟踪所施加的频率(或相位)调制信号
► 在上变频或下变频系统中,此信号可用作混频器的LO(本振)

测量开关稳压器中的输出纹波和开关瞬变

<strong>作者:Aldrick S. Limjoco</strong>

对某些应用而言,最大限度地降低输出纹波和开关瞬变是非常重要的,尤其是像高分辨率ADC这样的噪声敏感型器件。将开关稳压器用作电源时,输出纹波会在ADC输出频谱上表现为独特的尖峰,从而影响其动态性能或信噪比和无杂散动态范围(SFDR)。考虑到这些不必要的输出信号,有时会用低压差(LDO)稳压器代替开关稳压器。因此会舍弃开关稳压器的高效率优势,改为获取LDO稳压器更干净的输出。在更为广泛的高性能应用和噪声敏感型系统中应用、设计和集成开关稳压器时,正确地量化这些参数会提供更好的设计视角。

用开关调节器为双电源精密ADC供电

<strong>作者:Rui Du</strong>

<strong>简介</strong>

与LDO器件相比,开关调节器散发的热量少得多,并且效率更高。因此,开关调节器适合为各类便携设备或无线传感器网络节点供电,从而延长电池续航时间。遗憾的是,开关调节器本身会在输出轨和地处产生纹波和噪声。同时,开关调节器会带来电磁辐射。由于功率开关连续不断的开关操作,这些干扰几乎是不可避免的。受寄生参数的影响,除了开关频率的整数倍处以外,噪声还会出现在意想不到的频率点。

高性能电源管理产品

<strong>高性能电源管理产品 来自模拟产品的领导者</strong>

ADI公司50年来始终是高性能信号处理半导体器件的标准制定者。ADI的电源管理产品延续了这一伟大传统,不断超越客户在可靠性、创新和价值上的期待。还有谁比ADI公司更了解高性能信号处理链的电源需求?

本手册概要介绍了我们的电源管理产品组合,涉及的应用包括工业、仪器仪表、成像、通信和计算基础设施以及消费电子。我们知道,完整解决方案必须包括三种要素:解决现实需要的产品、加速客户产品面市的辅助设计工具以及作为产品强大后盾的世界一流企业。因此,除了优秀的产品之外,我们还开发了同类最佳的Web工具,用于产品选择、设计、模拟、优化和评估板定制。此外,我们还在世界各地组建了电源管理专家团队,通过客户应用中心帮助客户快速开发高效解决方案。

用于电源系统管理的 Linduino

<strong>Michael Jones</strong>

<strong>引言</strong>

大多数电源系统管理设计都遵循一种「设定后便不需再过问」的模型。电源系统管理 (PSM) 器件的设置和调试利用LTpowerPlay 是简单易行的,而且与一个批量编程解决方案组合时无需固件。不过,许多大型系统需要一个板级管理控制器 (BMC),因而提出了这样的问题:「固件能够为PSM 做什么呢?」

PSM 固件的基础是 PMBus;PMBus 的基础是 SMBus;而 SMBus 的基础则是 I2C。构建一个利用 PSM 固件增加价值的 BMC 需要对每种协议有一定程度的了解,或者一个预先存在的软件库以使编程人员摆脱细节的束缚。

开关模式电源的建模和环路補偿设计

<strong>Henry J. Zhang</strong>

<strong>引言</strong>

如今的电子系统变得越来越复杂,电源轨和电源数量都在不 断增加。为了实现最佳的电源方案密度、可靠性和成本,系 统设计师常常需要自己设计电源解决方案,而不是仅仅使用 商用砖式电源。设计和优化高性能开关模式电源正在成为越 来越频繁、越来越具挑战性的任务。

基于模型的设计简化嵌入式电机控制系统开发

本文描述了围绕基于ARM®的嵌入式电机控制处理器构建的基于模型设计(MBD)平台的详细情况。随后,本文提供最初部署的基本永磁同步电机(PMSM)控制算法示例,并介绍了方便的功能扩展,以包含自动化系统的多轴位置控制。

长期以来,系统和电路建模一直是电机控制系统设计的重要方面。采用MBD方法后,电气、机械和系统级模型用于在构建和测试物理硬件前评估设计概念。MathWorks最新的仿真工具可以对完整的嵌入式控制系统进行建模,包括电气电路和机械系统领域。同时,嵌入式编码工具从控制系统模型生成C语言代码,将控制算法部署在嵌入式控制平台上。

使用LTC2937排序和监督的分步指南

LTC®2937是电源序列发生器和监控器功能使其成为电源的理想管理。 它具有启用无缝合作的功能,包括定时在内的任何数量的导轨之间排序,快速电压监控,故障处理,和调试。 其EEPROM存储器可以完成自治性,以及I2C / SMBus接口使其成为可能实时互动。

这篇文章通过以LTC2937实现常见场景以及如何应用这些功能。

RadioVerse: 技术和无线电设计生态系统

<strong>连接性和数据消费需求的不断增长催生出大量棘手的无线通信问题</strong>

对于实现跨行业和应用的无线通信系统而言,无线电技术起着不可或缺的重要作用。从基站、无人机和军事通信到车对车连接和物联网,无线电技术始终都是核心所在。我们的客户常常面临着缩短上市时间、削减研发预算、缺乏专业知识的压力,因此迫切需要相比以往更加快速的无线电解决方案。

ADI公司应需推出了一套无线电设计和技术生态系统,旨在帮助我们的客户解决最棘手的无线电难题

我们的目标是倾听客户需求,帮助他们预测未来需求并提供关键的洞察力,从而解决最棘手的无线电难题。我们为客户提供了丰富的技术、软件、工具、评估和原型开发平台以及完整的无线电解决方案。如果我们无法满足客户需求,可以求助于经过ADI认可的无线电技术全球合作伙伴网络。

交流电压电机驱动的数字隔离

<strong>作者:Gaetano (Guy) Fichera,Boston Engineering Corporation电子产品部总监</strong>

<strong>内容提要</strong>

隔离是交流电压电机驱动不可分割的一部分。电气隔离的方法有多种——主要采用光耦合器和数字隔离器。使用数字隔离器与传统的光耦合器相比具有数种优势——其中包括成本更低、元件数量更少、可靠性更强。本文以传统电机控制器设计为基础,对几种隔离方法进行比较,以突显数字隔离器的优势。

<strong>光耦合器与数字隔离器的背景知识</strong>

温度测量系统对ADC的要求

<strong>作者:Mary McCarthy和Eamonn Dillon</strong>

<strong>简介</strong>

有多种类型的传感器可以用于测量温度。具体选择何种传感器,取决于所测量的温度范围和所需的精度。系统精度取决于温度传感器的精度和用于数字化传感器输出的ADC性能。许多情况下,来自传感器的信号幅度非常小,因而需要高分辨率ADC。Σ-Δ型ADC适合这些系统,因为此类ADC是高分辨率器件,而且常常包括温度测量系统所需的额外片内电路,例如激励电流等。本应用笔记介绍可用的温度传感器(热电偶、RTD、热敏电阻和热二极管)以及传感器与ADC接口所需的电路,还会讨论对ADC的性能要求。

<strong>热电偶</strong>

线性稳压器和开关模式电源的基本概念

本文希望帮助那些对电源设计和选择可能不很熟悉的系统工程师,理解线性稳压器和开关模式电源 (SMPS) 的基本概念。文章说明了线性稳压器和 SMPS 的基本工作原理,并讨论了每种解决方案的优势和劣势。以降压型转换器为例,进一步解释了开关稳压器的设计考虑因素。

<strong>引言</strong>

如今的电子系统中有越来越多的电源轨和电源解决方案设计,且电源负载电流范围从几 mA (用于待机电源) 到 100A以上 (用于 ASIC 电压调节器)。工程师必需选择针对目标应用的合适解决方案并满足规定的性能要求,例如:高效率、紧凑的印刷电路板 (PCB) 空间、准确的输出调节、快速瞬态响应、低解决方案成本等。对于系统设计师来说,由于他们当中许多人可能并没有很强的电源技术背景和经验,电源管理设计正成为一项日益频繁和棘手的工作。

如何测量栅极驱动波形

<strong>RYAN SCHNELL 应用工程师 iCoupler®隔离式栅极驱动器</strong>

1、栅极驱动器

* 栅极驱动器能提供操作较大负载(由功率开关提供)所需的驱动强度
* 标准GPIO引脚驱动功率MOSFET/IGBT会导致上升时间慢,并需要大量功耗
* 隔离式栅极驱动器可提供功能和/或安全隔离栅
* 栅极驱动器还能集成保护功能,使整个系统设计更轻松

适用于工业运动控制的测量技术

<strong>作者:ADI公司,高级应用工程师Nicola O'Byrne</strong>

工业运动控制涵盖一系列应用,包括基于逆变器的风扇或泵控制、具有更为复杂的交流驱动控制的工厂自动化以及高级自动化应用(如具有高级伺服控制的机器人)。这些系统需要检测和反馈多个变量,例如电机绕组电流或电压、直流链路电流或电压、转子位置和速度。在诸如增值功能(如状态监控)等考虑因素中,终端应用需求、系统架构、目标系统成本或系统复杂度将决定变量的选择和所需的测量精度。据报道,电机占全球总能耗的40%,国际法规越来越注重整个工业运动应用的系统效率,因此,这些变量越来越重要,特别是电流和电压。

深入考察电池充电状态 (SOC) 和运行状态 (SOH) 估计技术

<strong>作者:Martin Murnane ADI公司太阳能光伏发电系统 Adel Ghazel EBSYS Technology Inc./WEVIOO Group首席技术官</strong>

<strong>简介</strong>

数字隔离器可应用在本质安全应用中

<strobg>Mark Cantrell ADI公司</strong>

对于设备信号输入和输出方面的困难,本质安全 (IS) 设备设计师了然于胸。有些新技术拥有诱人的特性,可以使设计变得更小、更简单、功耗更低、速度更快或者四者兼而有之,但是由于IS安全标准的要求,我们根本不知道能否以及如何使用它们。

<stron>简介</strong>