通过这种精细调节

2019-10-24 20:28字体:
  

  11.负责网络 平台发展到一定阶段的商 业模式和 盈利方向;如:网站商 务工程师,电子商务工程师。

  电力的产生,分配和消耗有许多方面,通常涉及从一种形式到另一种形式的多个转换阶段,每个阶段表现出其唯一的转换和控制。通过以可以提供整流,升压或降压转换甚至反转的方式切换源电压,通常可以最有效地实现转换的基本方法。

  切换的主要形式现在是脉冲 - 宽度调制(PWM),可对输出波形/电压进行高级控制,因此也可提供最高水平的效率。在功率转换中实现PWM控制级可以(并且已经)在模拟域中实现,但是虽然这可以在特定条件下提供可接受的解决方案,但它提供的灵活性很小并且可能导致可能无法提供有效转换的解决方案在广泛的操作条件下。由于这个原因,PWM转换级的控制现在正在向数字域过渡,这个新范例的核心是微控制器(MCU)。它不仅能够增加设计的灵活性,还能提高效率。当然,这在复杂性方面是有代价的,那么制造商正在采取哪些措施来缓解这种转变?

  模拟设计师的好消息是数字化功率转换仍然涉及大量的模拟技术;MOSFET仍然用于切换和引导电源。对于不熟悉MCU的人来说,坏消息是用于控制这些MOSFET的PWM信号现在由算法生成。

  这对于不熟悉编写嵌入式代码的工程师来说显然会引起一些惊愕,然而,许多针对该应用领域的领先制造商现在提供的软件库旨在首先帮助设计人员,例如Microchip提供的开关模式电源控制库;一个针对dsPIC33F和dsPIC33E系列数字信号控制器进行了优化的库。

  在数字电源应用中使用dsPIC有效意味着DSC取代了仅模拟设计中的多种功能。求和节点(将转换器输出端的电压与参考电压进行比较),补偿器(设计中实现反馈以确保稳定运行的部分),PWM发生器本身都可以归入DSC。

  在数字拓扑中,所使用的算法有效地取代了补偿器硬件。因为它是软件,它提供了更多的灵活性,例如实现非线性功能的能力。在处理电源变化或负载变化时,这使系统设计更加自由。此外,更容易进行修改,而无需移除或调整物理组件;而是可以通过简单地改变一些数字参数来进行改变。图1显示了模拟功能的框图,可在数字电源设计中由dsPIC DSC替代。

  在传统模拟解决方案中不明显的数字设计中需要的另一个因素是测量电压的能力。这提供了对数字控制算法至关重要的数据,并通过模拟/数字转换器(ADC)实现。 dsPIC33E具有一个ADC模块,该模块具有多达16个模拟输入,可以以高达1.1 Msamples/s的速率采样。这种性能水平显着提高了DSC的工作频率。

  很明显,数字电源转换仍然严重依赖于模拟功能,这就是为什么一般的MCU和特别是DSC非常适合这个应用领域的原因;它们将处理核心的数字功能与基本模拟功能(如ADC和DAC运算放大器比较器)结合在一个器件中。

  两个域的紧密集成至关重要,因为它允许控制循环在时域中进行优化。最小化反馈环路中的转换时间对于提高整体效率至关重要,这最终是任何数字电源转换解决方案的目标。

  这一点在英飞凌的XMC4500系列中很明显,该系列结合了许多功能。使高效的数字电源转换更容易实现。这包括高分辨率PWM(HRPWM),其占空比分辨率为150 ps。通过这种精细调节,可以更精确地调节降压转换器的输出电压,从而减少输出电压纹波。

  XMC4500中的捕捉/比较单元支持HRPWM: CCU4和CCU8。这些单元可以支持各种脉冲生成,包括非对称,非周期和单事件。这些单元也可以由许多内部/外部源或检测到的事件触发。

  在电源转换解决方案的核心使用可编程器件的另一个好处是它可以轻松实现电源管理总线协议(PMBus);开放标准,具有超过200条指令的命令语言,旨在允许系统的不同和不同元素进行通信。基于I 2 C接口和系统管理总线(SMBus)的变体,将PMBus从站添加到基于XMC4500的系统中相对简单;英飞凌网站上提供了一份应用指南,介绍了如何实现这一目标。在英飞凌软件开发平台第4版DAVE中,还支持使用XMC4000系列设计电源转换解决方案。

  XMC4000系列基于带有浮点扩展的ARMCortex-M4内核,32具有许多高级功能的-bit内核,与英飞凌的CCU4/CCU8和HRPWM功能完全集成。英飞凌提供一系列DAVE应用程序,用于使用HRPWM模块进行电源转换和PWM生成。因此,它是一个综合平台,适用于最复杂的电源转换系统。

  虽然许多DSC基于最初为MCU设计的核心,但有些采用基于DSP(数字信号处理器)的核心,并将其与DSC解决方案所需的硬件功能相结合。这种类型器件的一个很好的例子是德州仪器的TMS320F2802xPiccolo MCU。然而,可能比其核心更重要的是增强型PWM外设。这是一种高度可编程且基本上自主的外设,一旦配置,只需最少的CPU交互即可运行。这显然提供了实时系统的优势,例如复杂的功率转换。

  每个ePWM都具有一个16位时基计数器,并支持两个PWM输出,可以独立工作。它们还具有8个子模块,包括时基计数器,其中包括用于传统上下开关互补控制的死区子模块,以及用于产生斩波载波频率的PWM斩波器如果需要。某些型号也提供PWM(HRPWM)的高分辨率扩展。图2显示了Piccolo如何用于峰值电流模式控制(PCMC)降压转换器。

  图2:德州仪器的Piccolo DSC采用峰值电流模式控制降压转换器配置。

  合并能力具有类似DSP功能的MCU内核创建DSC在数字电源应用中具有明显的优势,这实际上是恩智浦(原飞思卡尔半导体)的56F8037/56F8027系列所提供的。基于具有双哈佛架构的专用内核,其单周期设计意味着它每秒可以执行高达3200万条指令,运行频率仅为32 MHz。这是由单周期16 x 16位并行MAC(乘法器 - 累加器)单元辅助的。虽然核心频率仅为32 MHz,但PWM可以采用高达96 MHz的时钟运行,分辨率为15位。六输出PWM模块允许从PWM发生器,外部GPIO,内部定时器,模拟比较器输出或ADC转换提供源信号。

  图3显示了一个块56F8000的图表,因为它将用于DC/DC SMPS应用,在这个例子中它是一个110 W隔离开关模式电源,DSC在次级侧。

  向数字电源的迁移已经有一段时间了;数字控制的好处很难否认,并且由于在单个器件上模拟和数字集成的持续和积极进步,采用数字电源解决方案现在比以往任何时候都更具成本效益。

  对更节能运行的需求只会增加,这自然有助于实现数字控制。现在有这么多有能力的解决方案,很明显,转向数字电源转换不仅具有商业吸引力,而且在技术上也是有益的。

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  NCV6334 3.0 MHz 2.0 A PFM / PWM同步降压转换器 具有良好的功率

  4B是一款同步降压转换器,经过优化,可为由一节锂离子电池或三节碱性/镍镉/镍氢电池供电的便携式应用提供不同的子系统。该器件能够在外部可调电压下提供高达2 A的电流。采用3 MHz开关频率工作可以采用小尺寸电感和电容。输入电源电压前馈控制用于处理宽输入电压范围。同步整流可提高系统效率。 NCV6354采用节省空间的扁平2.0x2.0x0.75 mm WDFN-8封装。 特性 优势 2.3 V至5.5 V输入电压范围 支持最新电池 3 MHz开关频率 降低输出电感和电容尺寸 自动省电模式 降低静态当前 应用 终端产品 消费者应用 计算与技术外围设备应用 游戏和娱乐系统 USB供电设备 电路图、引脚图和封装图...

  6是一款同步AOT(自适应导通时间)降压转换器,经过优化,可为高达5 V输入的调节系统提供汽车应用的不同子系统。该器件能够提供高达5.0 A的电流,可编程输出电压范围为0.6 V至1.4 V.工作频率高达2.4 MHz,允许使用小型元件。同步整流和自动PFM伪PWM(PPWM)转换提高了整体解决方案的效率。 NCV6356采用扁平3.0 x 4.0 mm DFN-14封装。 特性 优势 输入电压范围为2.5 V至5.5 V 电池,3.3 V和5.0 V轨道供电应用 高达2.4 MHz的开关频率 降低输出电感和电容尺寸 使用引脚或I2C启用 灵活启用和禁用 关闭模式下的I2C访问 低功率预编程 一流的Transient / Ripple LPDDR4内存和ARMcore支持 4级热警告 精确温度控制 应用 终端产品 汽车POL 仪表,集群 信息娱乐 ADAS系统(视觉,雷达) Snap Dragon 汽车 电路图、引脚图和封装图...

  1 / 73产品是280 kHz / 560 kHz升压调节器,具有高效率,1.5 A集成开关。该器件可在2.7 V至30 V的宽输入电压范围内工作。该设计的灵活性使芯片可在大多数电源配置中运行,包括升压,反激,正激,反相和SEPIC。该IC采用电流模式架构,可实现出色的负载和线路调节,以及限制电流的实用方法。将高频操作与高度集成的稳压器电路相结合,可实现极其紧凑的电源解决方案。电路设计包括用于正电压调节的频率同步,关断和反馈控制等功能。这些器件与LT1372 / 1373引脚兼容,是CS5171和CS5173的汽车版本。 特性 内置过流保护 宽输入范围:2.7V至30V 高频允许小组件 最小外部组件 频率折返减少过流条件下的元件应力 带滞后的热关机 简易外部同步 集成电源开关:1.5A Guarnateed 引脚对引脚与LT1372 / 1373兼容 这些是无铅设备 用于汽车和其他应用需要站点和控制更改的ons CS5171和CS5173的汽车版本 电路图、引脚图和封装图...

  3是一款同步降压转换器,经过优化,可为一节锂离子电池或三节碱性/镍镉/镍氢电池供电的便携式应用提供不同的子系统。这些器件能够在外部可调电压下提供高达2 A的电流。采用3 MHz开关频率工作可以采用小尺寸电感和电容。输入电源电压前馈控制用于处理宽输入电压范围。同步整流可提高系统效率。 NCV6323采用节省空间的2.0 x 2.0 x 0.75 mm WDFN-8封装。 特性 优势 2.5 V至5.5 V输入电压范围 支持最新电池 3 MHz开关频率 降低输出电感和电容尺寸 最多2 A输出电流 应用 终端产品 计算&外围设备应用 消费类应用 USB供电设备 游戏和娱乐系统 电路图、引脚图和封装图...

  VH集成了1ch DC / DC升压转换器和1ch LDO。它适合作为LCD / PDP电视和BD录像机的BS / CS天线的电源,当输出短路时需要自动恢复而不会造成IC损坏和故障。 特性 优势 提升模式:软启动功能(t = 2.6ms) 可降低冲击电流 升压:脉冲过电流保护功能 过电流保护 升压模式:短路保护功能(恒定定时器: 1.6ms) 短路保护 LDO模式:过流限制器(折返特性) 可以限制过电流 常见:欠压锁定 防止欠压不稳定运行 常见:热关闭 热保护 常见:电源良好功能加上电源良好延迟时间设置 稳定性操作 常见:输出电压可从两种电压中选择功能 可以选择输出电压 应用 终端产品 升压转换器连接的LDO功能 BS / CS抛物线天线的电源 电路图、引脚图和封装图...

  7是一款高电流双输出DC-DC转换器,可产生正电压和负电压。 LV52117特别适用于LCD显示器等电源应用。 特性 集成1.5MHz同步升压和逆变器转换器 2.75V至4.6V输入电压范围 4.6V至5.8V可调正输出(VDCO1) -5.8V至-4.6V可调负输出(VDCO2) 输出电流高达100mA 脉冲跳跃模式低负载条件 过流/短路保护 终端产品 液晶面板 电路图、引脚图和封装图

  XC是一款适用于各种电子设备的低压差稳压器。它提供带有TO-220-4引线全模封装的恒压电源。在满额定电流(1A)下,KA78RXXC的压差低于0.5V。该稳压器具有各种功能,如峰值电流保护,热关断,过压保护和输出禁用功能。 特性 1A / 3.3V,5V,8V,9V ,12V,15V输出低压差稳压器 TO-220全模封装(4pin) 过流保护,热关机 过压保护,短路保护 带输出禁用功能 应用 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...

  NCV8720 LDO稳压器 350 mA 超低压降 高PSRR 带偏置轨

  0是一款350 mA LDO,配有NMOS passtransistor和独立的偏置电源电压(VBIAS)。该器件提供非常稳定,精确的输出电压和低噪声,适用于空间受限,噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCV8720具有低IQ消耗。 NCV8720采用WDFN6 2 mm x 2 mm封装,可润湿侧面选项可用于增强光学检测。 类似产品: NCV8130 NCV8133 NCV8135 NCV8720 输出电流(A) 0.30 0.50 0.50 0.35 PSRR f = 1 kHz(dB) 65 70 73 65 压差电压(V) 0.075 0.140 0.053 0.110 Wettable Flank 否 否 是 是 特性 优势 Typ的超低压降。 110 mV 允许节省功耗,并以非常低的Vin-Vout电压工作。 固定输出电压选项从0.8 V到2.1 V 低压Vcore应用的最佳选择 典型的110 mV压降完整的350 mA负载。 最大限度地减少调节器的功率损耗 保证输出电流从0 mA到350 mA 高电流应用的最佳选择 0.5%典型输出电压精度 非常适合POL应用程序 输出电流超过350 mA 应用 终端产品 Automot ive 电池供电...

  5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...

  NCV8165 LDO稳压器 500 mA 低压差 超低Iq 超高PSRR 超低噪声

  5是一款LDO(低压降稳压器),能够提供500 mA输出电流。 NCV8165器件旨在满足RF和模拟电路的要求,具有低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。提供DFNW8 0.65P,3 mm x 3 mm x 0.9 mm封装。 类似产品: NCV8160 NCV8161 NCV8163 NCV8165 输出电流(A) 0.25 0.45 0.25 0.50 PSRR f = 1 kHz(dB) 98 98 92 85 噪音(μV RMS ) 10 10 6.5 8.5 特性 优势 超高PSRR在1 kHz时为85dB,在100 kHz时为63dB 非常适用于Wi-Fi模块等功耗敏感设备 超低输出噪声8.5μV RMS 非常好适用于噪声敏感应用 超低静态电流12μA 在轻载条件下提高效率 工作输入电压范围1.9V至5.5V 适用于电池供电设备 极低压差200mV,500mA 满载时的低功耗 应用 终端产品 A / D和D / A转换器电源 音频编解码器 电池供电设备 相机模块 RF模块 WiGig电源 LP5907或LP5912升级 汽车设备点负载调节 信息娱乐,车身控制和导航 远...

  是1 A LDO,配有NMOS passtransistor和独立的偏置电源电压(VBIAS)。该器件提供非常稳定,精确的输出电压和低噪声,适用于空间受限,噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP139具有低IQ消耗。 WLCSP6 1.2 mm x 0.8 mmpackage经过优化,适用于空间受限的应用。 类似产品: NCP13x系列 NCP130 NCP133 NCP134 NCP135 NCP137 NCP139 输出电流(A) 0.3 0.5 0.5 0.5 0.7 PSRR f = 1kHz(dB) 70 70 td

  60 压差电压(V) 0.060 0.090 0.090 0.053 0.060 0.060 特性 优势 超低压降典型的。 40mV 允许节省功率并以非常低的Vin-Vout电压工作。 可调电压版本 低压Vcore应用的最佳选择 在1 A负载下典型的50 mV压降。 最大限度地减少调节器的功率损失 保证输出电流从0到1 非常好的选择用于高电流应用 0.5%典型输出电压精度 非常适合POL应用 输出超过1 A的电流 输出有效可用的放电选项 应用 终端产品 电池供电和便携式设备 智能手机,...

  是一款线 mA输出电流。 NCP161器件旨在满足RF和模拟电路的要求,可提供低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。它有两种厚度的超小0.35P,0.65 mm x 0.65 mm芯片级封装(CSP),XDFN-4 0.65P,1 mm x 1 mm和TSOP5封装。 类似产品:

  V-A是一个1通道降压型开关稳压器。 特性 优势 不受负载影响的软启动电路。 电源电路稳定运行。 频率FOLD BACK为负时下垂。 过流保护 内置逐脉冲OCP电路。通过使用外部MOS的导通电阻来检测。 过流保护 开启/关闭功能(启用控制) 可在外部启用控制 同步整流的1通道降压型开关稳压控制器方法 电路图、引脚图和封装图

  NCP81274 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

  74是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达8个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位接通,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡的电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...

  NCP81276 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器

  76是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达4个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位开启,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...

  JA是一个降压电压开关稳压器。 特性 优势 宽输入动态范围:4.5V至50V 可在任何地方使用 内置过流逐脉冲保护电路,通过外部MOSFET的导通电阻检测,以及HICCUP方法的过流保护 烧伤保护 热关闭 热保护 负载独立软启动电路 控制冲击电流 外部信号的同步操作 它可以改善发生两个稳压器IC之间的振荡器时钟节拍 电源正常功能 稳定性操作 外部电压为输出电压高时可用 应用 降压方式开关稳压器 电路图、引脚图和封装图...

  38是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81038包括两个降压开关控制器,通道2上固定5.0 V输出,通道1上3.3 V,两个板载LDO,三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81038支持高效率,快速瞬态响应并提供电力信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V 电路图、引脚图和封装图...

  48是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81148由两个降压开关控制器组成,通道2上固定5.0 V输出,通道1上为3.3 V,两个板载LDO具有三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81148支持高效率,快速瞬态响应并提供电力商品信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V. 电路图、引脚图和封装图...

  0是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。它结合了高效,多相,同步降压开关稳压控制器和I 2 C接口,可实现关键系统参数的数字编程。 特性 优势 I 2 C 启用关键系统参数的数字化编程 快速增强型PWM弹性模式架构 出色的负载瞬态性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 游戏,桌面,服务器 电路图、引脚图和封装图

  NCP4208 同步降压转换器 8相 VR11.1可编程 带I2C接口

  8是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。 NCP4208是一款高效,多相,同步降压开关稳压控制器,可帮助设计高效率和高密度解决方案。 NCP4208可编程为1,2,3,4,5,6,7或8相操作,允许构建多达8个互补降压开关级。 特性 优势 快速增强PWM 出色的负载转换性能 应用 终端产品 CPU Vcor​​e 台式电脑,服务器 电路图、引脚图和封装图



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