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[Linear] 凌力尔特【技术文章精华】

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发表于 2017-6-28 13:28 | 显示全部楼层 |返回版面|
混频器杂散分量的正确测量
在混频过程中,混频器在其输出端上产生的并不只是所期望的信号。位于输入和 LO 频率之整数倍上的其他无用信号也会出现在混频器的所有端口上。这些寄生信号接着又相互混频并离开混频器的输出端口而进入信号链路的其余部分。此类不希望有的输出信号被称为 “杂散脉冲”。假如这些杂散脉冲的功率足够高,那就会在射频设计中引发很多问题,例如:发送器中相邻通道的污染、接收器中的灵敏度损失、或期望信号自身的失真。视系统要求的不同,有多种处理此类问题信号的方法。谨慎的频率规划和滤波虽然能够有助于大幅度减少杂散脉冲的数量,但是它们总是会有。因此,系统设计师必需在混频器输出端上准确地测量杂散电平,以确定怎样用最佳的方式应对它们,这一点是很重要。
测量混频器杂散并不是简单的事。常常有可能盲目地相信某个“测得的”信号来自于有关的混频器,但实际上它却是某种不当测试设置的人为产物。幸运的是,有一些用于缓解这些测试问题并确保观察到的测量信号仅来自于混频器的方法。图 1 示出了用于测量混频器杂散分量的正确测试设置。带通滤波器以及衰减器对于尽量减少测试设置对在频谱分析 仪上测量之杂散脉冲的影响是至关重要。

图 1:用于测量混频器杂散脉冲的正确测试设置
点此阅读原文,了解全文《混频器杂散分量的正确测量》

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发表于 2017-7-6 16:13 | 显示全部楼层 |返回版面
矩阵式 LED 调光器可准确控制 RGBW LED 组的色彩并使 LED 产生准确的图案
RGB (红、绿和蓝光) LED 组用于需要高效率、明亮输出的投影、建筑、显示、舞台和汽车照明系统。为了让 RGB LED 产生可预测的色彩,每个组件 LED (红、绿和蓝光) 都需要单独、准确的调光控制。高端系统可使用光反馈环路,以使微控制器能够调节 LED 组的色彩准确度。给 RGB LED 增加一个白光 LED 以产生一个 RGBW LED 组,可扩展彩色系统中可用的色彩、饱和度和亮度值。每个 RGBW LED 都需要对 4 个组件 LED 准确调光。两个 RGBW LED 组需要 8 个“通道”。
对 RGBW LED 组进行驱动和调光的一种方式是使用 4 个单独的 LED 驱动器,每种色彩 (红、绿、蓝和白) 各一个。在这样的系统中,每个单独的 LED 或 LED 串的电流或 PWM 调光是由单独的驱动器和控制信号驱动的。然而,在这种解决方案中,随着 RGBW LED 组数量的增加,LED 驱动器的数量迅速增加。任何有大量 RGBW LED 组的照明系统都需要大量驱动器,并需要同步用于这些驱动器的大量控制信号。
一种简单得多 (也更简洁) 的方法是,用单个驱动器 / 转换器以固定电流驱动所有 LED 组,同时用一个并联功率 MOSFET 矩阵对各个 LED 进行 PWM 调光,以实现亮度控制。此外,用单条通信总线控制 LED 的调光矩阵使得 RGBW 混色 LED 系统相对容易产生。
LT3965 矩阵式 LED 调光器实现了这样的设计,如图 1 所示。每个 LT3965 8 开关矩阵式调光器都正好可与两个 RGBW LED 组配对使用,从而允许以 1/256 PWM 步进、在零至 100% 亮度之间单独控制每个 LED (红、绿、蓝和白) 的亮度。两线 I2C 串行命令提供色彩和亮度控制。提供给 LT3965 的 I2C 串行数据决定所有 8 个 LED 的亮度状态,并可在故障状态下检查开路和短路的 LED。

点此阅读原文,了解:

采用 LT3952 升压-降压型 LED 驱动器的矩阵式 LED 混色器
准确的 0 至 256 种 RGBW 色彩和亮度控制
本文结论

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发表于 2017-7-11 09:38 | 显示全部楼层 |返回版面
需要用两个电源的电流之和支持负载时,可采用均流控制器

LTC4370 是一款双电源均流二极管 “合路” 控制器,用 MOSFET 构成理想二极管。以这种方式,LTC4370 可主动地平衡两个电源的输出电流,甚至是那些输出电压不相等的电源。就两个电压不相等的输入电源而言,控制电压较高的电源之二极管正向电压,以平衡均分的负载电流。最大可允许压降由 LTC4370 RANGE 引脚端的一个电阻器设定。
通常情况下,用 LTC4370 均分两个电源的输出电流,当一个电源降至低于 LTC4370 RANGE 引脚设定的共享电压门限时,另一个电源能够提供全部负载电流 (参见配文)。
然而,在非冗余系统中,仍然能够实现使用均流功能的优势,这时两个电源的负载电流之和等于或超过负载所需电流。
在正常运行时,LTC4370 允许电压较高的电源提供全部负载电流,但是在另一个电源不能提供全部电流的情况下,必须防止这样运行。本文介绍了在这种情况发生时,一种停用下游负载的解决方案。
运行规则
在正常运行时,LTC4370 监视两个电源的电流。通常情况下,使用一个完美的二极管时,电压较高的电源会向负载提供全部电流。LTC4370 通过线性地控制电压较高电源的 MOSFET 来防止发生这种情况,以提供与电压较低电源相等的电流。所允许的最大压差由 RANGE 引脚和地之间的电阻器决定。
当输入电源电压之差增大至超出设定范围时,LTC4370 停用均流功能。有两个报警输出,各自监视每个 MOSFET 栅极的控制电压。在正常运行时,如果任一 MOSFET 关断 (表明电压差超出设定范围),与其相关的 FETON 信号就设定为逻辑低。
理论上,看似如果这些信号通过一个逻辑 AND 功能电路,那么就可用来控制下游负载,从而当 MOSFET 关断时 (表明均流失效) 停用下游负载。然而,当通过 MOSFET 的电流为零时,这些信号都返回逻辑低状态。在这种情况下,随着下游负载被停用且不吸取电流,系统会无限期保持这种状态。
这里介绍的解决方案检测输入电压差,并在检测到设定的电源电压之差时,停用下游负载。这个电压差设定为低于 LTC4370 的最大电压门限。如果检测到失衡情况,那么下游电源就被停用。为了防止发生震荡情况,电路进入打嗝模式,电源每隔 3.2 秒周期性接通 200ms。方框图如图 1 所示。

图 1:电流求和电路的方框图
如方框图所示,两个比较器用于检测什么时候电源输入 VINA 和 VINB 之间差异的绝对值超过了实现正确均流所允许的数值。当发生这种情况时,假真“或”(OR) 门为逻辑高电平,从而使能打嗝电路。正常情况下,打嗝电路的输出为逻辑高电平,以使能下游负载。当检测到超出范围的故障情况时,打嗝电路被激活,从而引起一个逻辑低电平以停用下游负载。打嗝电路在 200ms 的导通周期里监视电压差动,并在故障情况被清除时停用。

点此阅读原文,了解:

LTC4370电路介绍
本文总结
配文:负载求和的优势

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发表于 2017-7-14 14:53 | 显示全部楼层 |返回版面
精确度与功率相遇,Refulator™ 是解决之道
引言
精确的模拟电路设计师常常依靠静静地安居一隅的电压基准给 DAC 和 ADC 转换器供电。其实这已经超出了电压基准的基本职责范围,因为电压基准本来只为了给转换器的基准输入提供一个干净、精确和稳定的电压。在不违反一些注意事项的情况下,用电压基准供电通常也是可行的,这也是应对电流日益提高的应用时,人们总是希望采用电压基准的原因。毕竟,如果电压基准可以给转换器供电,那为什么不能给模拟信号链路或其他转换器以及更多的组件供电呢?
很多时候在设计过程中,需要在精确度和功率之间做出抉择。如果采用比较“暴力”的方法,就在需要高精确度时使用电压基准,需要毫瓦级功率时使用稳压器。这样做除了增加所需电路板空间和成本,还必须通过特定路径单独传送信号,即使这些信号的标称电压相同。而且,如果需要一个高精确度电压源提供毫瓦级功率,那么设计师就必须对基准进行缓冲。LT6658 提供两个低噪声、高精确度输出,总共提供 200mA 输出电流,还提供世界级的基准规格,从而解除了这个困境。
概述
LT6658 是一款精准的低噪声、低漂移稳压器,其兼具基准的准确度指标和线性稳压器的性能。LT6658 拥有 10ppm/°C 的漂移和 0.05% 的初始准确度。在 LT6658 的电源侧上具有两个提供 150mA 和 50mA 的输出,它们各具 20mA 的有源电流吸收能力。为了保持准确度,负载调整率为 0.1ppm/mA。当输入电压电源引脚连接在一起时,电压调整率通常为 1.4ppm/V;而当给输入引脚提供单独的电源时,电压调整率则小于 0.1ppm/V。
为了更好地理解 LT6658 的功能及其工作方式,通过图 1 给出了一个典型应用。LT6658 由一个带隙级、一个降噪级和两个输出缓冲器组成。带隙级和两个输出缓冲器单独供电,以提供出色的隔离度。每个输出缓冲器都有一个开尔文检测反馈引脚,以提供最佳负载调节。

图 1:LT6658 的典型应用
降噪级由一个 400W 电阻器组成,还为连接一个外部电容器提供了引脚。这个 RC 网络起到了低通滤波器的作用,限制了带隙级噪声的带宽。外部电容器可以任意大,以将噪声带宽减小到非常低的频率。
点此阅读原文,了解更多:
电流供应和吸收
输出跟踪
电源抑制和隔离
电源管理和保护
噪声
应用
本文结论


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发表于 2017-7-17 17:59 | 显示全部楼层 |返回版面
以无线方式监视机场油库以优化运营
挑战
燃油费用在航空公司运营支出中占比高达 30%。这使得在大型机场有效管理和高效分配燃油供应成为了航空业的头等大事。然而,管理机场的油库是一项令人望而却步的任务。管理过程涉及将燃油运输到机场、将燃油存储到油罐中、以及从油罐向飞机提供干净、符合规格的燃油。油库的机器需要始终保持在线,以确保安全和高效地为飞机提供服务。即使轻微的故障也有可能产生连锁反应,影响飞机准时离港以及其他对航空公司运营而言至关重要的关键衡量指标。诸如油泵故障和燃油泄漏等严重事故可能是灾难性的,危害人员安全并导致损失,这有可能导致必须关闭机场设施,并对环境造成负面影响。
最近在美国大型国内机场发生的两次事故突出显示了紧密监视和正确维护油库设备的重要性。在第一次事故中,火灾损坏了 10 多个油泵,导致 15% 离港航班延误或取消。此外,在火灾后离开的航班中,75% 必须安排在另一个机场降落加油。就事故机场而言,这意味着需要运送燃油、建立临时燃油系统、以及更换受损设备,因此增加了运营费用。
在第二次事故中,由于燃油泄漏而导致了一场持续的设备火灾,损坏了该停机坪的所有 14 个油泵和过滤器。加油能力降低了 50%,这对一个每天平均加油 160 万至 200万加仑的机场而言是个严重问题。在这两次事故中,根本原因都归结为由老化导致的油泵设备机械故障。随着时间推移,油泵的疲劳、振动和摩擦将油泵的温度提高到了危险水平,导致高风险的火花和燃油点燃现象。航空业预测机械故障的方法是测量油泵的振动和温度。然而,安装成本和必须使用导线使得传统的有线传感器无法得到广泛采用。
点此阅读原文,了解:
有何解决方案?
该解决方案有什么成果?
本文结论


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发表于 2017-7-20 11:45 | 显示全部楼层 |返回版面
能量收集势头日益强劲

背景信息
从历史角度看,各种不同类型的传感器常规情况下都是通过导线连接到各自的电源。不过,如今可能没有了在整幢大楼或工厂中到处安装电缆的挑战和费用,现在可以安装可靠和工业强度的无线传感器,这些传感器可以靠小型电池甚至从光、振动或温度变化中收集的能量运行很多年。此外,还可以结合使用充电电池和多种环境能源。而且,由于固有的安全问题,有些充电电池不可能通过导线充电,而是需要通过无线功率传输技术来充电。
最新和现成有售的能量收集技术产品 (例如: 使用压电换能器的振动能量收集产品和室内光伏电池) 在典型的工作条件下可产生毫瓦量级的功率。尽管这种量级的功率最初也许看似有限,但是收集组件多年运行可能意味着,无论从能量提供还是从所提供的每单位能量的成本看,能量收集产品与长寿命主电池都大致相若。此外,采用能量收集产品的系统一般能够在电量耗尽后再充电,这样的事情由主电池供电的系统是不可能做到的。因此,虽然用能量收集产品给传感器供电增加了成本,但是这与每隔 7 至 10 年左右更换一次主电池的维护成本可以相互抵消。

点此阅读原文,了解:
需要克服能量收集的什么障碍?
凌力尔特简单和有效的解决方案
本文总结


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 楼主| 发表于 2017-8-15 17:39 | 显示全部楼层 |返回版面
本帖最后由 小唏 于 2017-8-15 17:42 编辑

最新 µModule 稳压器帮助设计师达到新的性能目标
引言
军用系统设计师需要面对多种挑战性设计目标,因为他们除了要提供更高的性能,还处于变化速度不断加快的环境之中。预算削减已经导致大规模企业重组、并行市场业务多样化以及国防工业全球化。这又给设计团队带来新的竞争对手和不可避免的商业压力。
在这种大背景下,设计团队不得不适应新的工作方式,例如跨职能部门、跨多个地点开展工作,同时电源、RF 等一些设计领域的专家也变得日益稀少,上市时间也在不断缩短。
幸运的是,可为设计团队提供帮助的是,每一代新的半导体产品都带来了技术改进,随着这种技术改进,创新从一个行业流入另一个行业。很显然地体现出这种技术改进的一个产品系列是凌力尔特公司的 µModule (微型模块) 稳压器,这个系列的产品通过整合芯片和封装技术的进步,已经实现了电源解决方案的极大改进。
点此查看原文,了解更多:
效率
物理尺寸和 PCB 占板面积
电气性能
设计时间和设计专长
安全性与可靠性特点
本文结论
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 楼主| 发表于 2017-8-18 09:20 | 显示全部楼层 |返回版面
本帖最后由 小唏 于 2017-8-18 09:22 编辑

最大化延长即使具有老化电池的汽车电池组运行时间
由串联、高能量密度、高峰值功率锂聚合物或锂铁磷酸 (LiFePO4) 电池组成的大型电池组被普遍应用于全电动 (EV 或者 BEV) 、混合燃气 / 电动汽车 (HEV 和插电式混合电动汽车或 PHEV)、以至储能系统 (ESS) 中。据预测,电动汽车市场对大规模串联 / 并联电池组的需求将越来越大。2016 年全球 PHEV 销量为 77.5 万台 [资料来源:EVvolumes.com],预计 2017 年将达到 113 万台。然而,虽然对高容量电池的需求日益增长,电池价格依然很高,是 EV 或 PHEV 中价格最高的组件,能行驶几百公里的电池价格基本都超过 10,000 美元。对付高成本的策略可以是通过使用低成本 / 翻新电池来减轻成本压力,但随之而来的问题是,这类电池会有较大的容量不匹配问题,这会减少可使用时间,或者缩短一次充电后的行驶距离。即使是成本更高、质量更好的电池也会老化,而不断的重复使用会导致电池失配。有两种方式可以提高具不匹配电池之电池组的容量,第一种方式是一开始就采用比较大的电池,这种做法非常不符合成本效益;第二种方式是主动平衡,这种新技术可以恢复电池组的电池容量,而且正日渐普及。

点此阅读原文,了解更多:
串联连接的所有电池需要保持平衡
电池之间的失配能大幅度地缩短运行时间
高效率双向平衡提供最强的容量恢复能力
平衡器效率事关紧要!
本文结论

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 楼主| 发表于 2017-8-23 15:48 | 显示全部楼层 |返回版面
汽车电子产品市场趋势
汽车市场一直是凌力尔特关注的最终市场。在上一财年,这一市场的销售收入已经增长到约占公司总体销售收入的 20%,增速持续高于公司的总体增速。关键的增长驱动因素是需要提高行车安全、燃料效率和改善高级驾驶员辅助系统 (ADAS)。此外,混合动力和全电动型汽车的激增不断促进对创新性模拟电源转换产品的需求。除了车用电子产品的增加,全球汽车市场预计也将稳步增长,从而扩大了对更多车辆生产的需求。
汽车电子系统中有很多应用,甚至在车辆停泊后也需要连续供电,例如遥控无钥匙进入、安防甚至个人信息娱乐系统,汽车电子系统通常包括导航、GPS 定位和应急呼叫 e-call 功能。也许难以理解为什么这些系统必须保持接通,甚至在车辆未行驶时,不过这些系统的 GPS 功能必须“始终保持接通”,以支持应急通信和安防功能 (例如,在发生事故时,准确确定地点)。这种要求也很有必要,以便外部操作人员在需要时,可以实施基本控制。因此,对这些应用的一个关键要求是,其电子系统吸取很低的静态电流,以延长电池寿命。
显然,无论每年销售多少辆汽车,汽车中的电子系统都将继续增加。人们在努力推进混合动力和全电动型汽车的发展,这也成为推进这一市场增长的催化剂。随着用电池作为电源的方法日益普及,也需要最大限度延长电池的可用寿命。电池失衡 (也就是组成一个电池包的各节电池的充电状态失配) 是大型锂离子电池包的一个问题,这是由制造工艺、工作条件和电池老化的不同造成的。电池失衡可能降低电池组的总体容量并有可能损坏电池包。失衡使得无法跟踪电池从充电状态到放电状态的过程,而且如果不能严格监视这个过程,就可能导致电池被过度充电或放电,这将永久性地损坏电池。
点此查看原文
凌力尔特新的电池管理系统  (BMS) 产品如何应对汽车电子产品市场发展

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 楼主| 发表于 2017-8-28 13:46 | 显示全部楼层 |返回版面
高电压放大器把库仑计数器范围扩展至 ±270V
库仑计数器能够测量流入或流出电池的电荷,而小的专用 IC 则可直接与约 20V 以下的中低电池电压相连。通过采用一个高电压放大器作为电平移位器,就能把测量电路的输入工作范围扩展至高得多的电压。LT6375 电压差动放大器具备一些可使该电路在极宽电压范围内准确工作的特性。
库仑计数器的工作原理是测量一个检测电阻器两端的电压,把它作为必需进行积分运算之电流的指示。图 1 示出了当采用一款低电压库仑计数器 LTC2941 时的典型连接。重要的一点是:库仑计数器真实地测量电压,接着把它解译为电流,然后将之作为电荷报告。通过去除检测电阻器,并设法驱动库仑计数器之检测引脚两端的另一个电压,它将仍然把该电压解译为电流并报告一个累积电荷。

图 1:低电压库仑计数器 (比如 LTC2941) 有助于简化低电压测量
点此阅读原文,了解:
LT6375 电压差动放大器如何把库仑计数器范围扩展至 ±270V

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 楼主| 发表于 2017-9-11 14:11 | 显示全部楼层 |返回版面
用 PLL 实现超快频率切换
尤其在无线通信应用中,常常需要以非常短的时间切换 PLL (锁相环) 合成器的输出频率。在这类情况下,人们经常希望在相对较大的频率跳变之后,以不到 20µs 时间实现稳定的输出频率。以下我们将介绍,集成了 VCO 的超低噪声和超低寄生 0.37GHz 至 6.39GHz 整数 N PLL 合成器 LTC6946 怎样才能实现这样的目标。
更具体地说,针对 20MHz 频率阶跃,我们选择适当的 LTC6946 参数以使其输出在尽可能短的时间里稳定至最终频率的 10kHz 之内。就本例而言,对于 LTC6946 我们可以采用一个 20MHz 的比较频率(相位-频率检波器频率,即 fPFD)。举个例子,这意味着如果基准输入频率 (fREF) 为 100MHz,则基准分频
器 (R) 必需设定为等于 5。
在 PLL 系统中实现一个稳定环路的经验法则是使环路带宽 (LBW) 至少比 fPFD 小 10 倍。因此,而且为了优化快速稳定,在本例中我们可以设定 LBW = 2MHz。这与把 LBW 设定为等于频率偏移的做**相反,这里,PLL 的带内相位噪声与 VCO 的相位噪声交叉以优化整体相位噪声性能。
我们选择由 LTC6946-3 产生 4GHz 输出信号,并使用 PLLWizard™ 软件工具来确定,建立 LTC6946 周边电路所需的滤波器组件值。PLLWizard 是一款免费工具,通过 www.linear.com.cn/pllwizard 提供,以辅助 LTC6946 的设计和仿真。
在 PLLWizard GUI 中输入所希望的 fPFD 和 LBW 值并点击几下鼠标后,我们就有了环路滤波器组件值,我们可以将这些组件安装到 LTC6946 电路中。图 1 的屏幕截图显示,PLLWizard 工具是怎样简化 LTC6946 的设计过程的。为了核实我们的工作是否正确,我们在给定条件下仿真 LTC6946 的预期相位噪声。图 1 包括 PLLWizard 的预测。

图 1:在 4GHz、20MHz fPFD 和 2MHz LBW 时,PLLWizard 工具的设置以及对 LTC6946 相位噪声的预测
点此阅读原文,了解 LTC6946 如何实现超快频率切换


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 楼主| 发表于 2017-9-14 09:39 | 显示全部楼层 |返回版面
本帖最后由 小唏 于 2017-9-14 10:43 编辑

用高准确度 60V 电量计进行电量测量
引言
我们很多人都会用到电池供电设备,这类设备会显示当前还有多少电量或运行时间,特别是因为,我们被家里的众多小器具所包围。从电动刮胡刀到平板电脑,我们依靠各种各样的电池电量指示器,帮助确定是否以及怎样继续使用这些设备。随着时间流逝,我们对每种设备的准确度水平也有点熟悉了,而且知道对设备报告的数字信赖到什么程度,例如剩余 10% 电量。在较大功率的多节电池应用中,如果用户发现没有充足的电量,情形可能更加紧急,例如使用电动自行车、电池备份系统、电动工具或医疗设备等情况。备用电池组也许并不总是现成可用,或者设备需要在特定的时长内连续运行,因此我们会重视准确的电池电量测量,或者重视评估在某一时刻电池或电池组还有多少电量。
除了充电、保护和电池电量平衡电路,电池电量测量一般也是智能化多节电池系统中会有的多种功能之一。不管提供什么功能,电池系统都面对一套独特的设计挑战,因为电池的电气特性始终处于变化之中。例如,电池的最大容量 (也称为健康状态或 SOH) 和自放电速率始终随时间流逝而降低,同时充电和放电速率随温度改变而变化。设计良好的电池系统尽可能多地连续应对这类参数漂移,以向最终用户提供准确度一致的电池性能标准,例如充电时间、估计电量或预期电池寿命 (或剩余充电次数)。
简言之,准确的电池电量测量需要准确的电池电量计 IC 和一个相关和针对电池的模型,以最终为系统提供人们最渴望的电池电量测量参数 ─ 充电状态 (SOC),或者以最大容量的百分数表示的当前电池电量。尽管市场上有集成了电池模型和算法以直接估计 SOC 的电池电量计,但是经过抽丝剥茧,我们发现,这类设备的 SOC 估计方法往往过于简化,代价是极大地损害了准确度。此外,这类设备通常仅适用于特定的电池化学组成,需要额外的外部组件以连接高电压。现在来看一下图 1 所示的凌力尔特 LTC2944,这是一款简便的 60V 电池电量计,专门为准确测量单节或多节电池的电量提供了最基本的功能。

图 1:LTC2944 60V 电池电量计
点此阅读原文,了解:
依靠库伦计数
回到基本要素 ─ 电压、电流和温度
便利的接口
本文结论

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发表于 2017-9-14 10:08 | 显示全部楼层 |返回版面

在运放、转换器、电源三个方面,
LT 公司确实有很独到的地方,甚至超越 AD 和 TI 。


有事请找 xuander
     

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发表于 2017-9-16 21:58 | 显示全部楼层 |返回版面
LT的电源技术很牛X
     

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 楼主| 发表于 2017-9-19 15:26 | 显示全部楼层 |返回版面
整合众多特点和性能以解决数据采集兼容性问题
现代数据采集和信号发生系统既复杂又精细。几十年的 IC 和应用开发以及一代又一代设计已经优化了性能和众多优点,同时使性能不断提高、优点不断增多。新的设计必须凭借精心挑选的性能、尺寸、电源范围、稳定性以及更多优点,实现与之前设计的差异化。同时,DAC、ADC、电压基准等高性能集成电路的性能已经被推进到了极限。关于电压基准,常常必须在精确度和众多优点之间做出设计选择。当需要最高性能时,就有可能缺乏灵活性和兼容性。
过去,精确度最高和最稳定的系统一直是用深埋齐纳基准设计的,如图 1 所示。齐纳基准的低漂移、高稳定性和低噪声使系统能够既提供很大的动态范围,又具备良好的稳定性。然而,齐纳基准一般不适合大多数新系统。齐纳基准需要很高的电源电压才能运行,而且很多采用齐纳基准的设计都仅针对特定系统而优化,例如电源电压高于 10V、可用电路板面积很大以及负载阻抗已经完全了解的系统。对很多新设计而言,这些假定很少适用。此外,采用齐纳架构的基准一直以来几乎没有什么新发展,因此,齐纳基准极少提供更常用且低于 5V (例如 4.096V、2.5V 和 1.25V) 的基准电压。

图 1:用 LT1236 实现大动态范围系统
点此阅读原文,了解凌力尔特 LT6657 如何整合众多特点和性能解决数据兼容性问题。


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 楼主| 发表于 2017-9-22 10:32 | 显示全部楼层 |返回版面
在电池供电的系统中开关和保护电子产品
引言
电池供电的电子产品给电源系统工程师造成了多种挑战。从理论层面上看,电池相关电路 (在 DC/DC 转换之前) 可以分成 4 种功能:电源选择、充电 (就充电电池而言)、监视和保护。在电池供电的系统中一般提供多种电源,例如交流适配器、USB 端口和内部电池,电源选择功能确定这些电源的优先顺序,而充电电路需要针对特定电池化学组成进行定制。监视电路报告电池电压、电量和温度状态,监视电路与电池保护电路一起使用,还可确保更高的可靠性。在本文中,我们将探讨一种新的微功率电池保护器件的功能和优势,该器件非常适合从汽车、医疗到消费类应用的各种电池应用。
用电池电源进行设计时需要考虑的问题
不仅是着火和爆炸,即使简单的电池相关问题也能损害一款产品的声誉。因此,必须注意电池相关安全功能的设计。电池有其充电和放电电流额定值,超过这些额定值电池会发热,这不仅会缩短电池寿命,在最坏情况下还会使电池爆炸。可以用保险丝实现过流保护,但是保险丝太笨重,反应慢,其跳变门限有很大的容限 (图 1)。为了防止不可修复的损坏,充电电池进入深度放电之前需要断接。就一节 3.7V 锂离子电池而言,这个电压值约为 2.5V。需要一个欠压闭锁 (UVLO) 电路以断开电池与负载的连接。可以用一个比较器、基准电压和一个固态开关来实现这种电路。P 沟道 MOSFET 高压侧开关不需要充电泵来接通,从而减少了电池电流泄漏,但是 P 沟道 MOSFET 选择有限,在相同接通电阻情况下,价格比 N 沟道 MOSFET 高。反过来,如果接地线可被浮置,则可以采用一个更高效的 N 沟道 MOSFET 低压侧开关。欠压门限必需具有充足的迟滞;否则,由于电池电压在负载关断之后恢复,因此 UVLO 电路将发生“断-通-断”振荡。

图 1:一种可能的分立式电池和负载保护电路
点此阅读原文,了解更多:
用于电池电源控制和保护的低静态电流解决方案
降低静态电流的方法
本文结论


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 楼主| 发表于 2017-9-25 16:31 | 显示全部楼层 |返回版面
电源系统管理的寻址
引言
包括凌力尔特电源系统管理 (PSM) 在内的所有 PMBus 应用的基础都是,PMBus 主器件 (系统主器件) 能够与总线上的所有 PMBus 从属器件 (PSM 控制器、PSM 管理器、PMS µModule 和 PMBus 单片器件) 通信。总线上的每个从属器件都必须拥有与其他器件不冲突的、独一无二的地址。
总线主器件还必须能够在几种并非大多数人都认为顺理成章的情况下与 PSM 从属器件通信,包括:
• 地址发现
• 全局行动
• 多相轨
• 无效非易失性存储器 (NVM)
• 总线 MUX
器件寻址是由基址寄存器加上外部地址选择 (ASEL) 引脚以及特殊的全局、轨、ARA 地址及其他特殊地址相结合实现的。
本文探讨凌力尔特 PSM 系列的基本设计原则、有关产品系列之间不同之处的详细信息、以及实际例子和建议。诸如无效 NVM 等特殊情况也会讨论。
凌力尔特的优势是,设计不仅从第一天开始就正常运行,甚至在情况变坏时依然正常运行。例如,如果正在用 LTpowerPlay 软件写 NVM 时掉电了,那么设计是可恢复的。此外,如果选择采用凌力尔特 Linduino 参考代码中提供的“In Flight Update”,那么设计在现场也是可恢复的。最后,还能够识别系统退化的症状,并解决系统退化问题。
一旦了解了怎样实现凌力尔特 PSM 寻址,就能够快速设计可靠的系统了。
点此阅读原文,了解更多内容。
基本的 PMBus 运行方式
基本的 PMBus 寻址
地址图
PSM 全局地址
其他全局地址…

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 楼主| 发表于 2017-9-28 17:29 | 显示全部楼层 |返回版面
用于电池充电器的独立式自动重启解决方案
引言
就全功能锂离子电池充电器而言,一些设计师遇到的主要障碍是缺乏自动或自主触发功能。例如,控制器确实提供 C/10 电流检测,但是当充电电流降至 C/10 值时,却不中断充电过程。另外也缺乏完全合格的充电器所需的自动重启功能。
LTC4012 是一款非常流行的芯片,用来给各种应用中的锂离子电池充电。这款控制器提供栅极驱动和电流检测输入,以建立一个降压型拓扑的功率链路。LTC4012 还提供控制信号,例如充电状态和适配器存在的信号。该器件还提供一系列有用的功能,在其数据表中有详细说明。
在不使用 CPU 的应用中,设计师或者干脆拒绝使用 LTC4012,或者自己开发解决方案,在有些情况下,这么做是不够的。例如,有些设计师可能会在 PROG 引脚上用一个电阻器来检测充电电流,但是将 PROG 引脚连至一个低成本、低阻抗的缓冲器,会从根本上导致测量值失真。
本文的目的是说明一种简单的自动重启解决方案,该解决方案不使用 PROG 引脚,用逻辑信号进行 C/10 电流检测。这种检测基于 LTC4012 数据表中介绍的“数字 C/10 指示器”,如方框图中所示。
自动重启电路方框图
前述电路的方框图如图 1 所示。该电路基于一个 D 触发器。随着充电电流值降至预设定的 C/10,D 触发器时钟变为高电平,外部晶体管 Q1 将 RUN 引脚拉至地,并关断 LTC4012。电池充电,电压接近最大值。随着充电器关断,电池开始放电,最终达到最小电压,D 触发器清零,然后 Q1 关断,充电周期重复。

图 1:自动重启电路的方框图
用 LTC2912-3 实现之前介绍的大部分功能。这款具闭锁控制的电压监视器在图 2 所示电原理图的中央。
点此阅读原文,了解:
电原理图和电路介绍
电流验证和测量
本文结论

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 楼主| 发表于 2017-10-9 14:45 | 显示全部楼层 |返回版面
医学上可穿戴、可扩展和可用
背景
总体医疗电子市场在 2015 年的估值约为 30 亿美元,并预期将以 5.4% 的年复合增长率持续成长,到 2022 年达到 44.1 亿美元的市场规模。[信息来源:Marketsandmarkets.com]。那么,认为以下因素是推动这种发展的一些主要动力就不足为奇了,即:不断上升的人口老龄化和日趋增多的生活方式疾病;对于个性化、易用型和先进保健装置日益攀升的需求;以及可穿戴式医疗电子产品使用率的不断提高。
与此同时,由于长时间地让患者在医院的病床上治疗和康复所产生的费用在经济上逐渐变得难以为继,对于医疗机构自身和患者而言都是如此。因此,医院正在寻找减少这些费用负担的方法,在不会影响患者完全康复的情况下,让患者尽快获得良好和自主性。实现此目标的一种方法是用远程监测和诊断设备解放患者,这样他们就可以回到自己的家中休养了。这些远程病患监测功能通常包括心率、血压、呼吸率、睡眠呼吸暂停、血糖水平和体温。因此,这对“刺激便携式和无线医疗仪表增长的现实走向之一是门诊治疗”的假设提供了支持。结果,许多此类便携式电子监测系统必须内置 RF 发送器,这样从患者监测系统收集的任何数据都能容易地直接发送回医院内的监控系统,主治医师稍后即可在此进行检查和分析。
低功率精准型组件促成了便携式和无线医疗仪器的快速成长。然而,与许多其他应用不同的是,此类医疗产品对于可靠性、工作时间和坚固性通常有着高得多的标准。该负担的大部分落在了电源系统及其组件身上。医疗产品必须正确地工作,并且在交流电源插座、备份电池、甚至收集的环境能量源等多种电源之间无缝地切换。此外,必须竭尽全力地提供针对各种不同故障情况的保护及耐受能力,尽量地延长依靠电池供电时的工作时间,并确保每当接入了某种有效电源时正常的系统操作是可靠的。
点此阅读原文,了解更多:
适用于患者监测系统的潜在解决方案
作为一种电源的能量收集
本文结论

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 楼主| 发表于 2017-10-9 16:57 | 显示全部楼层 |返回版面
医学上可穿戴、可扩展和可用
背景
总体医疗电子市场在 2015 年的估值约为 30 亿美元,并预期将以 5.4% 的年复合增长率持续成长,到 2022 年达到 44.1 亿美元的市场规模。[信息来源:Marketsandmarkets.com]。那么,认为以下因素是推动这种发展的一些主要动力就不足为奇了,即:不断上升的人口老龄化和日趋增多的生活方式疾病;对于个性化、易用型和先进保健装置日益攀升的需求;以及可穿戴式医疗电子产品使用率的不断提高。
与此同时,由于长时间地让患者在医院的病床上治疗和康复所产生的费用在经济上逐渐变得难以为继,对于医疗机构自身和患者而言都是如此。因此,医院正在寻找减少这些费用负担的方法,在不会影响患者完全康复的情况下,让患者尽快获得良好和自主性。实现此目标的一种方法是用远程监测和诊断设备解放患者,这样他们就可以回到自己的家中休养了。这些远程病患监测功能通常包括心率、血压、呼吸率、睡眠呼吸暂停、血糖水平和体温。因此,这对“刺激便携式和无线医疗仪表增长的现实走向之一是门诊治疗”的假设提供了支持。结果,许多此类便携式电子监测系统必须内置 RF 发送器,这样从患者监测系统收集的任何数据都能容易地直接发送回医院内的监控系统,主治医师稍后即可在此进行检查和分析。
低功率精准型组件促成了便携式和无线医疗仪器的快速成长。然而,与许多其他应用不同的是,此类医疗产品对于可靠性、工作时间和坚固性通常有着高得多的标准。该负担的大部分落在了电源系统及其组件身上。医疗产品必须正确地工作,并且在交流电源插座、备份电池、甚至收集的环境能量源等多种电源之间无缝地切换。此外,必须竭尽全力地提供针对各种不同故障情况的保护及耐受能力,尽量地延长依靠电池供电时的工作时间,并确保每当接入了某种有效电源时正常的系统操作是可靠的。
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适用于患者监测系统的潜在解决方案
作为一种电源的能量收集
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