車輛中 48V 電池系統(tǒng)的激增產(chǎn)生了對(duì)高精度、數(shù)十年電流測(cè)量的需求,以最大限度地提高電池管理系統(tǒng) (BMS) 的效率。在本文中,我將討論測(cè)量長(zhǎng)達(dá)五個(gè)十年的電流時(shí)面臨的挑戰(zhàn),并分析解決這一挑戰(zhàn)的方法。我還將討論其他診斷功能如何幫助您進(jìn)行功能安全計(jì)算。
在電源中進(jìn)行出色的效率測(cè)量需要許多因素,但我們這里主要關(guān)注溫度穩(wěn)定性。其他問題包括測(cè)量和分流器的質(zhì)量和校準(zhǔn)。由于效率需要兩次電壓和兩次電流測(cè)量,因此使用的電壓和電流表的誤差可能會(huì)疊加。借助最好的手持式儀表(每個(gè)約 400 美元)和勤奮的校準(zhǔn),這種“疊加”可以將總體誤差限制在 1% 左右。使用更高質(zhì)量的臺(tái)式儀器和經(jīng)過良好校準(zhǔn)的分流器,該誤差可以減少到 0.1% 左右。
LED 技術(shù)為各種大功率照明應(yīng)用打開了大門。圖 1中的電路可以讓我們知道交流電源何時(shí)可用。從交流線路驅(qū)動(dòng)功率 LED 需要轉(zhuǎn)換器或類似裝置。在該電路中,無源IC極大地簡(jiǎn)化了整體設(shè)計(jì)。我們還可以簡(jiǎn)化電路以使用直流電源運(yùn)行,這樣我們就可以使用汽車電池在夜間提供照明。
有沒有想過充電器的功率水平如何不斷增加(例如利用 USB Type-C 標(biāo)準(zhǔn)),但尺寸仍然很?。吭诔潆娖骷孀髋制鞑⒆兊貌豢煽恐埃覀冎荒茉诿芊獾乃芰虾袃?nèi)消散這么多的電量。你必須達(dá)到更高的效率。
在低成本電子產(chǎn)品的殘酷世界中,多輸出反激式電源具有幾個(gè)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)包括:固有的可靠性(更少的組件意味著更少的故障機(jī)會(huì))、良好的外形尺寸(對(duì)于給定的輸出功率而言尺寸更?。┖偷统杀?。
在設(shè)計(jì)任何系統(tǒng)時(shí),我們通常必須設(shè)計(jì)電源以滿足我們的要求。一種非常流行的解決方案是采用開關(guān)模式電源(或 SMPS),因?yàn)樗鼈兊男史浅8摺H欢?,在保持低成本的同時(shí)設(shè)計(jì) SMPS 非常具有挑戰(zhàn)性,更不用說通過開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生不穩(wěn)定環(huán)路的風(fēng)險(xiǎn)了。在任何電力系統(tǒng)中,總是存在輸出短路的風(fēng)險(xiǎn)。在這種情況下,有必要保護(hù)系統(tǒng)不因電流增加而損壞。
我們肯定希望我們使用的微處理器始終保持最佳性能,想象一下,我們的微處理器的電源由一個(gè)開關(guān)模式電源和一個(gè)線性穩(wěn)壓器組成,這使得功耗最小。該系統(tǒng)的框圖如下圖 1 所示。
為什么監(jiān)控電壓很重要?我們知道監(jiān)控電壓軌可以幫助我們防止掉電、檢測(cè)過壓事件、測(cè)量電池電量并幫助我們實(shí)施整體診斷策略。本文將介紹如何實(shí)施電壓監(jiān)控。有四種關(guān)鍵方法:
設(shè)計(jì)合理的Fly-Buck ?電路因其易用性、小解決方案尺寸、電流隔離、寬輸入電壓范圍和低總體材料成本而得到證明,既方便又不可或缺。 例如,可編程邏輯控制器 (PLC) 、現(xiàn)場(chǎng)變送器、傳感器和過程儀表、工業(yè)通信、人機(jī)界面 (HMI)和基于 IGBT 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器都具有非常適合 Fly-Buck 電路的獨(dú)特電源解決方案要求。隨著要求嚴(yán)苛的隔離應(yīng)用的實(shí)現(xiàn),符合監(jiān)管規(guī)范是越來越重要的電源解決方案基準(zhǔn)。例如,IEC 61000-4 系統(tǒng)級(jí) EMC規(guī)范中的各種測(cè)試與低頻和高頻干擾(ESD、EFT/突發(fā)、雷電浪涌以及傳導(dǎo)和輻射射頻抗擾度)有關(guān)。
使用穩(wěn)壓器時(shí),轉(zhuǎn)換器經(jīng)常會(huì)在其輸入電壓達(dá)到可接受的設(shè)計(jì)水平之前嘗試調(diào)節(jié)輸出。因此,在這種情況下,轉(zhuǎn)換器將需要來自電源的更多電流,從而可能會(huì)限制電源的電流。此外,由于穩(wěn)壓器的占空比可能處于最大值,因此在此操作時(shí)刻的輸出電壓可能超出規(guī)格。為避免這種情況,我們可以使用欠壓鎖定電路 (UVLO) 來設(shè)置轉(zhuǎn)換器開啟和關(guān)閉的特定輸入電壓閾值。
目前現(xiàn)在電子產(chǎn)品多數(shù)以正電源居多,但是負(fù)電源是存在的且有意義的。本文主要是對(duì)負(fù)電源的作用,意義以及如何獲得負(fù)電源進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。
微電子系統(tǒng)必須在接觸放電模式下維持 8kV 的 ESD 水平,才能達(dá)到系統(tǒng)級(jí) ESD 標(biāo)準(zhǔn)(IEC 61000-4-2)中“4 級(jí)”的抗擾度要求。硅片中器件尺寸有限的片上 ESD 保護(hù)電路難以承受系統(tǒng)級(jí) ESD 測(cè)試的過應(yīng)力。因此,在微電子系統(tǒng)的印刷電路板 (PCB) 上添加了分立 TVS,以保護(hù) CMOS IC 免受系統(tǒng)級(jí) ESD 測(cè)試的過應(yīng)力。
我們知道我們的并聯(lián)穩(wěn)壓器處于危險(xiǎn)之中嗎?不?別擔(dān)心——修復(fù)是免費(fèi)的。免費(fèi)是好的。 隔離式 DC-DC 轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中使用的非常常見的反饋電路使用ATL431等分流穩(wěn)壓器和光隔離器將輸出電壓反饋到脈沖寬度調(diào)制器(PWM) 控制器。
有多種技術(shù)可用于驅(qū)動(dòng)反激拓?fù)渲械耐秸髌?(SR):使用柵極驅(qū)動(dòng)變壓器、讓電源變壓器自驅(qū)動(dòng) SR 或使用專用驅(qū)動(dòng)器。由于擊穿或反向恢復(fù)損耗,柵極驅(qū)動(dòng)變壓器和自驅(qū)動(dòng)技術(shù)導(dǎo)致效率不太理想,但多年來,專門的 SR 驅(qū)動(dòng)程序已經(jīng)發(fā)展。使用實(shí)現(xiàn)伏秒平衡的驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng) SR 將最大限度地減少擊穿和反向恢復(fù)損耗并最大限度地提高效率。
首次啟動(dòng)降壓轉(zhuǎn)換器時(shí),確信它會(huì)穩(wěn)定不是很好嗎?這當(dāng)然可以通過使用簡(jiǎn)單的仿真模型和一些簡(jiǎn)單的計(jì)算來設(shè)置誤差放大器和功率級(jí)增益來實(shí)現(xiàn)。