USB Type-C? 和 USB Power Delivery (PD) 的引入將永遠(yuǎn)改變我們與筆記本電腦/平板電腦/智能手機(jī)和配件的交互方式 一根電纜提供電源和數(shù)據(jù),無(wú)需預(yù)先配置到哪一端或設(shè)備是主機(jī)還是客戶端。電源可以來(lái)自兩端或設(shè)備,電源角色可以根據(jù)條件動(dòng)態(tài)變化。隨著 USB PD 2.0 設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng),我們立即目睹了幾個(gè)用例,推動(dòng)了我們認(rèn)為可能的范圍。
氮化鎵 (GaN) 高電子遷移率晶體管 (HEMT) 提高了轉(zhuǎn)換器效率,與具有相同額定電壓的硅 FET 相比,具有更低的柵極電荷、更低的輸出電荷和更低的導(dǎo)通電阻。在總線電壓大于 380V 的高壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中,耗盡型(d 型)GaN HEMT 比增強(qiáng)型(e 型)GaN HEMT 更受歡迎。
DC/DC 轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域的常識(shí)是,降壓轉(zhuǎn)換器或穩(wěn)壓器集成電路 (IC),例如 LM5017 系列,可以從正 V IN產(chǎn)生負(fù) V OUT。乍一看,使用降壓穩(wěn)壓器 IC 的反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的原理圖看起來(lái)與降壓轉(zhuǎn)換器非常相似(圖 1a 和 1c)。但是,這兩個(gè)電路在電壓和電流電平、開(kāi)關(guān)電流和布局方面存在重要差異。
USB 充電器正變得越來(lái)越普遍,并且似乎正在走向普及。它們已經(jīng)從只存在于我們的計(jì)算機(jī)上轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖谟趬Ρ诓遄?、墻壁疣、汽車面板、飛機(jī)座椅等中。
大多數(shù)電子工程師都知道,許多集成電路都包含 UVLO 功能,當(dāng)設(shè)備的電源電壓太低而無(wú)法正常運(yùn)行時(shí),該功能會(huì)禁用設(shè)備。欠壓鎖定(Undervoltage-Lockout)簡(jiǎn)稱UVLO,是電子設(shè)備中在電源電壓低于正常工程準(zhǔn)位時(shí),切斷電源的電路。在嵌入式系統(tǒng)中常會(huì)用UVLO監(jiān)控電池電壓,若電壓低于一定值,會(huì)直接切斷電源,保護(hù)嵌入式系統(tǒng)的電路。
音頻應(yīng)用、數(shù)據(jù)信號(hào)采集和模擬傳感器受益于雙極偏置電源。雙極電源可充分利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的動(dòng)態(tài)范圍,實(shí)現(xiàn)軌到軌放大,將模擬信號(hào)與接地噪聲隔離,并提供許多其他好處。
以太網(wǎng)供電 (PoE) 使以太網(wǎng)電纜能夠承載電力和數(shù)據(jù)。例如,舊的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP) 電話通常需要直流電源和以太網(wǎng)電纜來(lái)分別提供電力和數(shù)據(jù)。
看門狗定時(shí)器通常被認(rèn)為是不必要的或過(guò)多的。然而,將兩者等同起來(lái),會(huì)對(duì)監(jiān)管機(jī)構(gòu)造成極大傷害。,看門狗添加了關(guān)鍵的監(jiān)控功能,允許我們?cè)趦?nèi)部和外部監(jiān)控系統(tǒng)故障并在發(fā)生故障時(shí)采取行動(dòng)。
服務(wù)器、電信和工業(yè)系統(tǒng)中使用的大功率轉(zhuǎn)換器需要輔助電源來(lái)支持電源單元 (PSU) 的管理需求。由于對(duì)更高功率密度的需求不斷增長(zhǎng),這些 PSU 使用額外的附加卡來(lái)支持其輔助需求。
我們是否曾經(jīng)不得不在兩種我們最喜歡的甜點(diǎn)之間進(jìn)行選擇,然后心想:“為什么我不能兩者都吃?” 好吧,工程師在使用可編程參考電壓 (V REF )進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)每天都會(huì)發(fā)生同樣的事情。
隨著在家庭和建筑物中安裝更多智能設(shè)備,無(wú)線傳感器越來(lái)越受歡迎。電池供電的無(wú)線設(shè)備幾乎可以在任何地方輕松安裝,但從易用性或成本角度來(lái)看,頻繁更換電池并不理想。
隨著物聯(lián)網(wǎng) (IOT) 應(yīng)用的出現(xiàn),越來(lái)越多的專用集成電路 (ASIC) 和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA) 被部署到云計(jì)算和服務(wù)器系統(tǒng)應(yīng)用中。這些高性能終端應(yīng)用需要更高的處理能力和不斷提高的時(shí)鐘速度。
近年來(lái),自動(dòng)抄表 (AMR) 系統(tǒng)變得越來(lái)越流行。這項(xiàng)技術(shù)為電力供應(yīng)商節(jié)省了定期前往每個(gè)物理位置讀取電表的費(fèi)用,因此計(jì)費(fèi)基于實(shí)時(shí)消耗而不是估計(jì)。由于這些優(yōu)勢(shì),AMR 甚至在一些國(guó)家成為所有新一代電表的強(qiáng)制性要求。
討論一下延長(zhǎng)物聯(lián)網(wǎng)耗電設(shè)計(jì)的電池壽命的方法,包括不同的軟件改進(jìn)和設(shè)備選項(xiàng)。 根據(jù)終端設(shè)備的特性,軟件可以成就或打破我們對(duì)電池壽命的期望。無(wú)線連接的設(shè)備可以通過(guò)延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間和減少報(bào)告數(shù)據(jù)的頻率來(lái)延長(zhǎng)電池壽命。
當(dāng)半導(dǎo)體將快速輸出放電 (QOD) 列為一項(xiàng)功能時(shí),它會(huì)在設(shè)備禁用(或處于“關(guān)閉”狀態(tài))時(shí)快速放電。換句話說(shuō),當(dāng) V?OUT與 V?IN斷開(kāi)時(shí),V?OUT將通過(guò)內(nèi)部電路連接到地,防止輸出“浮動(dòng)”或進(jìn)入不確定狀態(tài)。圖 1 顯示了 QOD 電路的簡(jiǎn)化框圖。