凌力尔特【技术**精华】

只看该作者 · 2017-3-8 11:32

本帖最后由小唏于 2017-3-16 14:59 编辑

高效率、低功率转换 IC 提高可穿戴设备性能并改善生活工作条件

背景信息
可穿戴设备不再仅是在炫酷的科幻电影中才能看到的东西 (感谢《007》、《少数派报告》、《至尊神探》这些电影!)，使用可穿戴设备也不再只是梦想，可穿戴设备已经蔚然成风。最初，可穿戴设备很简单，例如走路或跑步计步器。不过，经过短时间后，可穿戴设备就变得比较先进了，或者说更加智能了，包括更加重视外观设计而不是只重视功能，因此增大了这类设备的总体吸引力。从智能服装、谷歌眼镜、先进的健身活动跟踪器、虚拟现实设备、夜视设备到平视显示器，可穿戴设备已经成为主流消费、军用和工业市场的组成部分。“可穿戴设备”可定义为用户可以长时间穿戴的产品，而且由于穿戴了这种产品，用户体验以某种方式得到了提升。“智能的”可穿戴设备增加了连接功能和独立的数据处理功能。可穿戴设备分成 5 种应用子类：健身 / 健康 (活动监视器、健身腕带、脚踏计和心率监视器);信息娱乐 (智能眼镜/防护镜、智能手表和成像设备);军用 (夜视设备、平视显示器、人体外骨骼和智能服装);工业 (可穿戴终端) [信息来源：HIS Electronics and Media，2013]。这些应用的采用率是由不同的市场驱动力推动的。就军事应用而言，驱动力是希望改善情境识别能力、地图 / 路线、战斗效率以及挽救生命。就工业应用而言，主要的驱动力是提高生产线效率和追踪能力。就信息娱乐应用而言，驱动力来自采用尖端成像和虚拟现实技术的持续爆炸性增长之游戏市场，以及越来越多能够无线连接智能手机以使其成为“物联网 (IoT)”组成部分的设备。最后，就健康和医疗市场而言，主要的驱动力包括：预期寿命延长、削减医疗保险费用不断上涨、以及延长健康生活时间和减少住院。
欲了解：

运用生物统计信息实现健康生活
典型智能可穿戴设备
超低静态电流IC解决方案
毫微功率静态电流IC
请点此查看详情

只看该作者 · 2017-3-16 14:18

安全性和可靠性是工业 IoT 无线网络的关键

在工业物联网 (IoT) 中，从工厂和工业处理厂到建筑物能效、智能停车和商业性农业，需要在多种应用中使用无线检测和控制节点。在所有这些应用中，人们都希望工业 IoT 无线解决方案可运行很多年，且常常处于严酷的 RF 环境中和在极端大气条件下。对于消费类应用而言，成本常常是最重要的系统属性，与此不同，工业应用一般视可靠性和安全性为最重要的属性。在 OnWorld 公司对全球工业无线传感器网络 (WSN) 用户进行的调查中，可靠性和安全性是参与调查者提到的两个最重要的问题 (注1)。想想看，如果一家公司的盈利能力、产品质量和生产效率及其工人的生产安全常常有赖于这些网络，那么这样的调查结果就不令人意外了。确实，工业 IoT 解决方案供应商认为，WSN 平台的选择对于其无线工业 IoT 业务的成功是至关重要的。本文将探讨数据可靠性和网络安全性对工业 IoT 应用的重要性，分析真实的案例，讨论在选择工业 IoT 无线解决方案时需要考虑的关键因素。

点此了解更多：
无线传感器网络的数据可靠性
案例分析 1 ─ 半导体晶圆制造厂的 TSCH 网络
案例分析 2 ─ 在 2016 年德国慕尼黑电子展上的 TSCH 网络
网络安全的重要性
实现新的工业 IoT 解决方案

注 1: Industrial Wireless Sensor Networks: Trends and Developments

http://automation.isa.org/2012/1 ... ds-and-development/

只看该作者 · 2017-3-21 13:44

本帖最后由小唏于 2017-3-21 13:45 编辑

跳上 Avalon 总线：一种简化的 FPGA 接口
许多新式 FPGA 设计采用了一些用于控制的嵌入式处理器。一种典型解决方案需要使用诸如 NIOS 等嵌入式软处理器。另一种解决方案则使用包含一个内置硬处理器的 SoC 器件。图 1 示出了一个典型的 Altera FPGA 系统，该系统包含处理器和一系列通过 Avalon 内存映射 (MM) 总线连接的外设。这些处理器极大地简化了最终应用，但是要求开发人员拥有坚实的编程背景和精细复杂工具链的相关知识。这会阻碍调试工作的推进，特别是如果硬件工程师需要一种不会烦扰软件工程师即可完成外设读写的简单方法。

图 1：通过 Avalon 内存映射 (MM) 总线连接的典型 Altera FPGA 系统
该设计思想运用了 Altera 的 SPI 从端至 Avalon MM 桥接器，以提供一种跳上 Avalon 总线的简单方法。采用这种方法有两项优势：它并未损害原始系统设计，而且该桥接器能够与嵌入式处理器共存。对于图 1 中所示的系统，SPI-Avalon MM 桥接器将允许设计师直接控制 LTC6948 分数 N PLL 的频率，设定 LTC1668 DAC 电压，从 LTC2498 读取一个电压，或者从 LTC2983 读取温度，就像处理器一样。
点此了解更多

只看该作者 · 2017-3-21 18:04

采用纤巧 QFN 封装的 42V 高功率密度降压型稳压器
功耗是工业和汽车应用 DC/DC 转换器设计师面临的重大问题，因为这类应用需要大电流，但是空间受限。用高性能分立式组件可以构成高效率稳压器，但是其费用之高和解决方案占板面积之大却使这种方法令人难以承受。LT8612 / LT8613 高效率降压型稳压器在单个 IC 中集成了所有必要的组件，显著地减小了 DC/DC 转换器的尺寸，甚至在面对高降压比时也可以。这些器件还可以并联，以增强输出电流能力并分散负载和热量。
包括在这些调节器中的其它期望功能有：超低静态电流以最大限度延长电池寿命;高开关频率以最大限度减小解决方案尺寸并避开噪声敏感频段。
欲了解
采用 3mm x 6mm 封装的高效率 42V、6A 稳压器
多相设计增强输出电流能力
请点此阅读原文

只看该作者 · 2017-4-7 14:34

本帖最后由小唏于 2017-4-7 14:39 编辑

采用面向低噪声的运放进行设计
物理过程的现实使我们无法获得具有完美精度、零噪声、无穷大开环增益、转换速率和增益带宽乘积的理想运放。但是，我们期待一代又一代连续面市的放大器可比前一代的放大器更好。那么，低 1/f 噪声运放的下一步会怎么样呢?
回到 1985 年，凌力尔特的 George Erdi 设计了 LT1028。30 多年过去了，该器件依然是市面上低频条件下电压噪声最低的运放，其在 1kHz 时的输入电压噪声密度为 0.85nV/√Hz，在 0.1Hz 至 10Hz 时的输入电压噪声为 35nV_P-P。直到今年，一款新型放大器 LT6018 才对 LT1028 的地位提出了挑战。LT6018 的 0.1Hz 至 10Hz 输入电压噪声为 30nV_P-P，并具有一个 1Hz 的 1/f 拐角频率，但是其宽带噪声为 1.2nV/√Hz。结果是，LT6018 是适合较低频率应用的较低噪声选择，而 LT1028 则可为很多宽带应用提供更好的性能，如下图所示。

详细了解：
嘈杂的噪声令人苦恼
尽量降低电路噪声
噪声和其他让人头疼的问题
点此阅读原文

只看该作者 · 2017-4-11 15:01

用于精准测量和快速信号跟踪的高准确度 SAR ADC

如今，高精度模数转换器 (ADC) 市场主要由 ΔΣ ADC 提供支持，这得益于其高动态范围、精准 DC 性能及合理的价格。按照设计，ΔΣ ADC 采用一个 ΔΣ 调制器和一个位于该调制器之后的数字抽取滤波器对输入信号进行过采样，因而产生低噪声、但缓慢的输出数据速率。过采样的一个额外优势是能够极大地简化外部模拟抗混叠滤波器，从而依赖数字滤波器以决定通带中的频率响应。

凌力尔特的新式 SAR ADC 技术把更高的性能带给了精准型应用，在 DC 规格指标 (INL、DNL、偏移、增益误差和稳定性) 方面可媲美最佳的 ΔΣ ADC，同时保持高采样速率和无延迟操作。快速采样 SAR ADC 常用于对低带宽信号实施过采样。传统的过采样允许使用一个抽取滤波器 (低通滤波器 + 降频采样)，这增加了系统的动态范围。过采样的另一个好处是放宽了对模拟抗混叠滤波器的要求。在未采用过采样的场合，模拟抗混叠滤波器必需具有陡峭的滚降 (陡峭的过渡频带)，由此增加了其复杂性。作为一种选择，过采样允许使用一个简单的低阶模拟滤波器与一个数字滤波器的组合以构成一个具非常陡峭滚降的等效混合模式抗混叠滤波器。然而，因此付出的代价是该滤波任务的负担被加到了主机处理器上，并需要采用一个速度较快的处理器以快得多的速率从 ADC 输出采集数据。

由于这些原因，凌力尔特正以不同的方式接近高精度市场;将其专有 SAR ADC 架构的高准确度和速度与集成型数字滤波器相整合。最新推出的产品是 LTC2508-32 和 LTC2512-24。

点此阅读原文，详细了解 LTC2508-32 和 LTC2512-24。

只看该作者 · 2017-4-20 10:13

无线电池管理系统满足业界对更高可靠性的需求
概述
如果希望锂离子电池长时间可靠运行，就需要相当小心。这类电池不能在其充电状态 (SOC) 范围的极端点上运行。随着时间推移和使用量增加，锂离子电池的容量会减小，而且各节电池容量之间会出现差异，因此对系统中的每节电池都必须加以管理，以保持这些电池处于所限定的 SOC 范围之内。
为了给车辆提供充足的电力，需要数十或数百节电池配置成一长串，以产生高达 1000V 或更高的电压。电池电子系统必须以这种高电压运行，并抑制共模电压效应，同时对电池串中的每节电池分别地加以测量和控制。这些电子系统必须能够从电池组中的每节电池向中央处理点发送信息。
此外，在车辆或其他大功率应用中，高压电池组面临着恶劣的运行情况，例如运行时电气噪声非常大，工作温度变化范围很宽等。人们希望电池管理电子系统最大限度扩大运行范围、延长寿命、提高安全性和可靠性，同时最大限度降低成本、减小尺寸和重量。
凌力尔特公司电池监视 IC 的不断进步使如今的汽车电池组实现了高性能、长寿命和高可靠性。无线电池管理系统 (BMS) 有望进一步提高整个电池系统的安全性和可靠性。
电池监视
在 2008 年，凌力尔特公司宣布推出首款高性能多节电池组监视器 LTC6802。LTC6802 的主要功能包括：以 0.25% 的最大总体测量误差在 13ms 内测量多达 12 节锂离子电池;多个 LTC6802 IC 可串联连接以同时监视很长的高压电池串中的每节电池。多年来，凌力尔特已经对 LTC6802 进行了多次改进。凌力尔特 LTC68XX 系列的所有器件都计划用于混合动力/电动型汽车 (HEV)、电动型汽车 (EV) 以及其他高压、大功率电池组，以进行精准的电池管理。

file:///C:/Users/21IC_Q~1/AppData/Local/Temp/ksohtml/wpsA7BD.tmp.pngLTC6811 是凌力尔特最新的多节电池组监视器，采用了超稳定电压基准、高压多路转换器和两个 16 位增量累加 ADC。LTC6811 能够以高于 0.04% 的电压准确度测量多达 12 节串联连接的电池。在最快速 ADC 模式，所有电池可在 290μs 时间内完成测量。采用 8 个可编程 3 阶低通滤波器设置时，LTC6811 可提供出色的降噪性能。因此可以得到卓越的电池测量准确度，进而实现精准的电池管理，以增大电池包容量、提高安全性并延长寿命。

每个 LTC6811 都包括两个内置的 1MHz 串行接口、一个用于连至本地微处理器的 SPI 接口和专有两线 isoSPI 接口。isoSPI 接口提供两种通信选择：多个器件能够以菊链方式连至 BMS 主器件 (主处理器);或者多个器件能够以并联方式寻址及连至 BMS 主处理器。
欲了解无线电池管理系统其他详细内容，请点此阅读原文，了解：
模块化电池包
无线BMS
采用 SmartMesh 网络的 BMS 的其他好处
关于 SmartMesh 网络
SmartMesh 网络特点
互联方式比较

只看该作者 · 2017-4-24 10:55

本帖最后由小唏于 2017-4-24 11:10 编辑

低静态电流浪涌抑制器：提供坚固的汽车电源保护，符合 ISO 7637-2 和 ISO 16750-2 要求
汽车电源产生可怕的瞬态，可以轻而易举地摧毁遭遇瞬态的车载电子组件。随着时间推移，汽车中的电子组件迅速增多，对于各种已注意到的故障，汽车制造商该遇到的都遇到了，因此编辑了一份导致这些已注意到的故障之电源瞬态目录。制造商已经独立制定了标准和测试程序，以防止敏感电子组件受瞬态事件损害。不过，汽车制造商最近又与国际标准化组织 (ISO) 合作制定了 ISO 7637-2 和 ISO 16750-2 标准，这些标准描述了可能发生的瞬态，并规定了测试方法以模拟这些瞬态。
ISO 7637-2 和 ISO 16750-2 标准
ISO 7637 名为 “公路车辆 ─ 来自传导及耦合的电气干扰”，是一种电磁干扰兼容性 (EMC) 规范。本文探讨这个文件 3 个组成部分的第二部分 ISO 7637-2，标题为 “第二部分：仅沿电源线传导的电气瞬态”。
尽管 ISO 7637 主要是一种 EMC 规范，但是 2011 年之前，该规范也包括与电源质量有关的瞬态部分。2011 年，与电源质量而不是 EMC 有关的那些部分转移到了 ISO 16750 “公路车辆 ─ 电气与电子设备的环境条件与测试” 中，成为 ISO 16750 5 个组成部分的第二部分：“第二部分：电气负载”。
尽管大多数制造商仍然遵循自己的规范和要求而不是严格遵循 ISO 7637-2 和 ISO 16750-2，但发展趋势是，制造商的规范更加严格地遵循 ISO 标准，与 ISO 标准相比仅有微小变化。
ISO 7637-2 和 ISO 16750-2 提供面向 12V 和 24V 系统的规范。为简单起见，本文仅讨论 12V 规范，并针对连接到汽车 12V 电源的电子组件提供一种保护电路。
负载突降
负载突降是最具挑战性的电源瞬态，因为这一瞬态事件中涉及很高的能量。当交流发电机给电池充电，以及电池连接缺失时，就发生负载突降事件。
没有内部电压箝位的交流发电机
最初，汽车中的交流发电机是没有箝位的，在负载突降时可能产生异常高的电压，对 12V 系统而言大约为 100V。较新的交流发电机从内部箝位，以在负载突降时，将最高电压限制到较低的值。因为存在较老的交流发电机，而一些新的交流发电机也不包含内部箝位，所以 ISO 16750-2 中的负载突降规范分成了 “测试 A ─ 没有集中式负载突降抑制” 和 “测试 B ─ 有集中式负载突降抑制”。
图 1 所示原理图显示了一个由交流发电机的 3 相定子绕组和 6 个二极管组成的整流器构成之电路，该电路将定子的 AC 输出转换成 DC，以给电池充电。当电池连接缺失时，所产生的电流如图 2 所示。因为没有电池吸收定子的电流，所以输出电压会像未箝位负载突降时所能看到的那样，急剧上升至非常高的值，如 ISO 16750-2 规范中给出的图 3 所示。这种情况对应于 “测试 A — 没有集中式负载突降抑制” 中未箝位的交流发电机的情况。

图 1：标准交流发电机的 3 相定子绕组和 6 个二极管组成的整流器产生一个 DC 输出电压

点此阅读原文，了解凌力尔特：

具内部电压箝位的交流发电机

TVS (瞬态电压抑制器) 保护问题

采用浪涌抑制器的有源保护之优势

浪涌抑制器保护方案的运行

负载突降和过压保护

反向保护

SOA 限制

过热保护

只看该作者 · 2017-5-4 12:26

具反向输入保护功能的低 I_Q 理想二极管控制器适用于汽车和电信电源解决方案
隔离二极管广泛地应用于电源以解决诸多的问题。在汽车系统中，当更换电池或车辆助推起动时，一个串联隔离二极管可提供针对意外电池反接的保护作用。高可用性系统和电信配电使用隔离二极管以通过电源的并联实现冗余。另外，二极管还用于防止储能电容器在需要进行某种短暂的输出电压保持以安然度过输入压降或噪声尖峰的场合中放电，或者在输入电源突发故障时使负载能够平稳地断电。
虽然隔离二极管容易了解和应用，但是其正向压降会产生显著的功耗，因而使得它们在低电压和高电流应用中均不适合。在低电压应用中，正向电压降成为了电路工作范围的一个限制因素，即使在使用肖特基势垒二极管时也不例外。在一个串联二极管的两端至少丢失了 500mV 的电源储备空间，在电源于冷车发动期间会降到低至 4V 的 12V 汽车系统中，这是一种实质性的下降。
由于二极管工作在一个 400mV 至 700mV (最小值) 的固定电压降 (这与额定电流额定无关)，因此对于表面贴装型应用来说，功耗在 1A 至 2A 范围内就成为一个问题。在超过 5A 的应用中，功耗成为了一个主要问题，这就要求采用精心细致的热布局或成本昂贵的散热器以保持二极管的低温运作状态。电路设计师需要更好的解决方案。
一种解决方案是用 MOSFET 开关替代二极管。通过连接 MOSFET 以使其体二极管与它所替代的二极管指向同一个方向，但是在正向导电期间 MOSFET 接通，因而通过一个穿过 MOSFET 沟道的低损耗路径短接体二极管。当电流反向时，MOSFET 关断，体二极管阻止电流的流动，从而保持二极管的运作方式。正向压降和功耗的降幅高达 10 倍。当与传统的 p-n 型或肖特基势垒二极管相比时，这形成了“理想”二极管的基础。
LTC4357 和 LTC4359 是理想二极管控制器，专为在众多电源反向隔离、合路 (ORing) 和保持应用中驱动 N 沟道 MOSFET 而设计。RDS(ON) 规格低至 1mΩ 的 MOSFET 很容易采购，因此可采用单个传输器件构建理想二极管以处理超过 50A 的电流，同时保持电压和优于任何二极管解决方案达 10 倍的功耗水平……

点此详细了解：

LTC4359工作原理
为何比肖特基二极管更好
具反向输入保护功能的 12V/20A 汽车二极管
二极管作为一个负载开关
并联电源
扩展反向输入保护范围

只看该作者 · 2017-5-9 16:58

本帖最后由小唏于 2017-5-9 17:18 编辑

应急 eCall – 召之即来!
背景信息
无论外部工作条件如何，电子系统都必须持续保持运行。换一种说法就是，在系统设计过程中，系统电源中的任何干扰都必须考虑到，无论干扰是瞬时的还是持续几秒甚至几分钟。应对这类环境的最常见方法是使用不间断电源 (UPS)，以防止出现这类干扰导致的短暂宕机，从而确保系统以高可靠性连续运行。类似地，人们今天使用很多应急和备用系统为建筑系统提供备份电源，以确保无论由于什么原因导致停电时，安全系统和关键设备都能够保持不间断运行。
在我们日常生活中使用并且无处不在的手持式电子设备中，可以轻而易举地发现另一种显而易见的例子。因为可靠性是至为重要的，所以手持式设备都经过仔细设计，采用轻型电源，以在正常情况下可靠地使用。不过，无论多么仔细地设计，都不可能防止这类设备在人们使用时出现意外。例如，工厂中的工人失手掉落了条码扫描器，结果会怎么样? 电池会掉出来吗? 这类事件从电子设计上是不可预测的，如果没有某种形式的安全保障，存储在易失性存储器中的重要数据就会丢失，所谓安全保障，就是一种短期电源保持系统，该系统存储充足的能量，以在更换电池或数据存储进永久性存储器之前提供备用电源。这些例子清楚地表明，需要提供可替换电源，以防主电源中断影响系统持续运行。
在汽车电子系统中，有很多应用需要连续供电，甚至在汽车停车后也不例外，例如遥控无钥匙进入、安防甚至个人信息娱乐系统，这些系统通常包含导航、GPS 定位和 eCall 功能。也许很难理解为什么这类系统必须保持接通，甚至在汽车未处于行驶状态时也是如此，不过出于应急和安防目的，这类系统中的 GPS 功能必须“始终保持接通”。这种要求很有必要，以便在需要时可以通过外部操作使用基本的控制功能。
下面以 eCall 系统作为例子来解释一下。eCall 系统是一种安全功能，目前在较新型的汽车中变得越来越普及，很多制造商已经在各个系列的车型中推出了该功能。这是一种相当简单的技术：在发生碰撞后汽车的气囊展开时，eCall 系统自动联系应急服务机构。该系统用 GPS 功能向有关当局发送时间、车辆所处地点、车辆的类型、车辆使用什么燃料等信息，同时当系统激活后，驾驶员可以使用车中的麦克风直接与呼叫处理人员通话。

点此阅读原文，详细了解：

使用什么样的存储介质来提供这种备份电源?
新的备份电源解决方案

只看该作者 · 2017-5-12 09:56

MicroPnP 用于无线检测和传动的零配置平台
摘要：今天，为物联网 (IoT) 环境建立、部署和配置应用，对很多用户而言仍然是复杂和昂贵的。VersaSense 公司的 Micro Plug-and-Play (MicroPnP) 平台解决了这种复杂性问题，提供了零配置和完全基于标准的解决方案，从根本上降低了大规模获得、建立和运行用于无线检测和传动物联网系统的成本。MicroPnP 整合了真正即插即用 (Plug-and-Play) 的集成外部检测与传动设备和凌力尔特的 SmartMesh IP™，提供了超低功率和可靠的无线网格网络。MicroPnP 在 2015 国际 IPSO 竞赛中获奖，目前正在成功用于世界各地的商用 IoT 环境中。
引言
工业物联网应用 (例如智能工厂或智慧城市) 需要大量配备了各种传感器和传动器的无线嵌入式设备。人们常常期望这些设备在严酷的 RF 环境中长时间运行，同时周期性地获取环境或工业过程数据。不幸的是，目前一代工业检测解决方案需要大量的开发、安装、集成和管理工作，以大规模部署坚固的 IoT 系统。因此，大多数用户都在努力解决这种复杂性以及与其相关的成本问题，结果未能最大限度提高投资回报。所以，为了显著降低工业 IoT 环境的总体拥有成本，所需要的解决方案既要能够方便地集成第三方外部检测设备，又要能够整合现有应用，还要能够实现可靠、安全且功率超低的网络，以及提供收集和存储传感器数据的在线云服务。
本文介绍了 MicroPnP 平台 (图 1)，该平台由 VersaSense 公司提供，是符合标准的低功率检测即服务 (Sensing-as-a-Service) 式解决方案，MicroPnP 平台真正实现了外部检测和传动设备的即插即用式集成、能够跨不同地点每天 24 小时不间断且可扩展地监视和控制设备、并提供安全的端到端通信。与传统工业 IoT 解决方案相比，MicroPnP 用完全不同的方法消除了开发和管理复杂性，因此显著降低了工业 IoT 系统的总体拥有成本。
外部设备的真正即插即用式集成是通过无源电子组件实现的，这些组件形成了一种高效率机制，随着时间推移检测和识别新连接的外部检测或传动设备。而 MicroPnP 的整套软件则为安全的设备交付、自动空中固件升级和 API (用于集成检测到的外部设备数据与在线云服务) 提供了解决方案。最后，MicroPnP 采用凌力尔特公司的 SmartMesh IP，提供同类最佳的无线网格网络技术，甚至在严酷的 RF 环境中也能实现超过 99.999% 的网络可靠性，同时保持为期 10 年的电池寿命。

图 1：MicroPnP 平台
MicroPnP 是通过 10 年学术研究取得的成果，在 2015 国际 IPSO Challenge 上获奖，这是由 IPSO 联盟举办的一项年度全球性竞赛。为开发下一代智能物体 (Smart Object)，IPSO 联盟积极推进开放协议和标准 [例如互联网协议 (IP) 和有关的 IETF 协议] 的使用。目前，MicroPnP 正在成功地用于世界各地的工业环境中，包括数据中心监视、精确的畜牧养殖以及石油和天然气行业的监测。
点此阅读原文，详细了解：
MicroPnP 解决方案简明介绍
实用中的 MicroPnP 模型
获奖和商业应用

只看该作者 · 2017-5-17 09:12

避免电压轨盲点
在今天的新式电子系统中，了解电压稳压器的工作状态也许是最后存在的盲点了，因为人们通常没有办法直接配置或远程监视关键的工作参数。而当稳压器输出电压漂移或在过热情况下，了解这些参数对于可靠运行通常是至关重要的，必须检测到这些参数并依据检测结果采取行动，以防止可能发生的故障事件。
数字电源系统管理 (DPSM) 允许设计师在原型产生、部署和现场运行阶段，简化和加速系统特性测试、系统优化和数据挖掘。在这类系统中采用 DPSM 方法可监视电压稳压器性能、报告稳压器的健康状况，以便采取纠正措施，防止稳压器超出性能规格范围甚至出现故障。DPSM 允许用户依据从负载和系统收集到的信息采取行动，提供以下益处：
更快速上市
· 无需重新设计 PCB 就可更改电源参数
· 快速进行系统特性测试、系统优化和数据挖掘
负载级益处
· 随时间和温度变化控制电源准确度
· 调节裕度以测试 FPGA 容限
· 通过减载提高系统效率
系统级益处
· 使用数字化电路板级电源诊断方法
· 监视和确定整个系统的功耗
· 故障管理 / 故障记录
部署益处
· 功耗趋势、检测随时间变化的波动和变化
· 进行预测性数据分析，最大限度降低运行成本
· 做出能源管理决策
在开发阶段，通过简单的 PC 连接对模拟电源进行数字控制尤其有用，可让系统快速进入正常运行状态。在有些电路板上，可能有多达 50 个负载点 (POL) 电压轨，系统设计师要能够快速方便地监视和调节电源电压、对电源进行上升 / 下降排序、设定工作电压限制以及读取如电压、电流和温度参数，并能够访问详细的故障记录。在这样的系统中，要保持对电压轨的严格控制同时实现最高性能，高准确度是极其重要的。
DPSM 很快在很多系统中得到了采用，因为这种系统管理能够针对电源系统提供准确的信息，并能够自主地控制和检查很多电压。凌力尔特提供了几种能够实现这类功能的数字电源产品，不久前推出的 LTC3886 就是一个例子。

点此详细了解凌力尔特LTC3886双输出同步降压型 DPSM 控制器

只看该作者 · 2017-5-22 14:47

本帖最后由小唏于 2017-5-22 14:49 编辑

40GHz RMS 检波器简化了准确的高频功率测量
一款非常宽带的新型 RMS 功率检波器为微波设计工程师在微波频率实现复杂调制信号的准确功率测量解决了许多难题。LTC5596 RMS 功率检波器拥有以下主要优势：
· 从 100MHz 至高达 40GHz (Ka 波段) 的宽输入频率范围;完全阻抗匹配至 50Ω，并不需要任何外部匹配组件。
· 35dB 对数线性动态范围，在 I 级器件外壳温度范围内 (-40°C 至 +105°C) 具有 ±1dB 准确度。还可提供工作温度高达 125°C 的 H 级器件。
· 非常平坦的频率响应;200MHz 至 30GHz 之间的响应移位通常小于 ±1dB。
· 高输出驱动能力，能驱动 50Ω 负载。
· 高的 ESD 额定值 (3.5kV HBM 和 1.5kV CDM) 使其易于在生产环境中处理。
· 响应对于大的峰均功率比 (PAPR) 非常不敏感，从而使其很适合于高度复杂波形的准确测量，并不需要进行大量的校准工作。
LTC5596 的 RF 输入准确地阻抗匹配至 50Ω (从 100MHz 至高达 40GHz)，如图 1 中的实测回程损耗所示。

图 1：输入回程损耗与频率的关系曲线

点此阅读原文，了解40GHz RMS 检波器如何简化了准确的高频功率测量

只看该作者 · 2017-5-26 09:54

无需电感器

引言
针对开关电源的一条基本原理是其一定不能产生大量的噪声。因此，安静、经过良好调节的电源对于在许多电路应用中实现最佳性能是很重要的。为了获得这种性能水平，至关紧要的是能够减轻转换过程中而产生的任何噪声。实现此目标的一种显而易见的办法就是使用线性稳压器。然而，尽管线性稳压器可提供安静的电源轨，但是它们的转换效率在高降压比条件下欠佳，而这在高输出电流应用中会导致设计的热问题。
当然，基于磁性元件的开关稳压器能够缓解常见的热问题，这是因为它们通常具有高的转换效率，从而在最终应用要求高输出电流时可实现热设计的简化。众所周知，组件选择和电路板布局在决定几乎所有电源之设计成败方面会起到重要的作用。这些方面设定了它们的功能性 EMI 和热运行方式。对于新手来说，开关电源布局可能貌似一种“黑色”艺术，但是事实上它是设计的一个基本，而这方面在设计过程的早期常常是被忽视的。由于功能性 EMI 要求始终是必须满足的，因此对电源功能稳定性有好处的东西对其 EMI 辐射指标常常也是有益的。此外，从头开始的良好布局不仅不会给设计增加任何成本，而且通过免除增加 EMI 滤波器、结构屏蔽、EMI 测试时间和诸多电路板修改的需要，实际上还能节省成本。
而且，当在设计中使用多个 DC/DC 开关模式稳压器以产生多个电源轨，或通过稳压器的并联来实现均流和提供较高输出功率时，由于噪声所引起的潜在干扰问题还会加剧。如果所有均在一个相似的频率工作 (开关操作)，则由一个电路中的多个稳压器产生的组合能量将集中在一个频率上。该能量的存在会成为一个问题，特别是如果印刷电路板 (PCB) 上其余的 IC、以及其他系统板彼此靠近且容易受到该辐射能量的不良影响。在安装密度高和通常靠近电噪声发生源 (例如：机械式开关感性负载、PWM 驱动功率输出、微处理器时钟和接触式开关) 的工业和汽车系统中，这会格外麻烦。此外，如果在不同的频率执行开关操作，则互调分量会混叠至敏感的频段中。

点此阅读原文，详细了解：
开关稳压器辐射
开关电容器充电泵
**总结

只看该作者 · 2017-6-6 14:54

便携式产品中都有什么?
引言
我们现在对电池都很熟悉，在大量产品和应用中，电池几乎无处不在。常见例子包括手机和笔记本电脑。不过，在闪光灯、无绳工具、MP3 播放器、便携式视频游戏机、手持式万用表以及科学仪器和快速增长的医疗保健设备中，电池也是很常见的。
因此，2011 年便携式电池供电产品的全球市场估计值为 4800 亿美元、预计 2016 年将超过 6110 亿美元也就不足为奇了 [数据来源：BCC Research]。此外，这个市场预计会一直持续增长到 2020 年。
这一市场可以粗略地分成以下几类：
· 约 29% 为通信产品
· 约 29% 为电脑相关产品
· 约 19% 为医疗保健产品
· 约 23% 为相机、玩具、娱乐、钟表、照明、导航和军用产品
这种多样性是因产品本身、产品使用的电池以及电池充电器和为电池充电的电源管理系统之间独特的协同增效作用导致的。
电池化学组成和应用
显然，电池供电产品市场巨大，那么这类产品中使用的电池之化学组成是什么情况呢? 当然，这些丰富多样的产品中所使用最显著的电池化学组成是基于锂的，估计 2016 年基于锂的化学组成之市场规模为 225 亿美元 (数据来源：Frost & Sullivan)。在锂电池全球收入中，北美和中国占比超过一半。不仅如此，未来消费类设备厂商、工业品制造商、电力和可再生能源存储市场以及汽车制造商的关键最终用户将进一步促进对锂电池需求的增长。工业、医疗保健、电动工具和军事应用市场在锂离子电池使用量上居于领先地位。
典型锂离子电池的放电曲线从满充电时的 4.2V 变化到彻底放电时的 2.7V。尽管这样的曲线是智能手机和 MP3 播放器的良好选择，但是也许不适合便携式科学仪器、电动工具和医疗保健设备。在后面几种情况下，也许需要多节电池来提供必要的运行时间以适合实际使用。这意味着，将必须使用两节到 4 节电池，或者串联或者并联，或者串并联组合。结果，这类电池配置的电压范围可能从 16.8V 变化到 10.8V (4 节锂离子电池串联)，或从 8.4V 变化到 5.4V (两节锂离子电池串联)。

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电池电压转换和布局考虑
优化的电源转换器解决方案
**结论

只看该作者 · 2017-6-9 11:32

IoT 可以使用 WPT

背景信息与引言
“物联网 (IoT)”这个术语指的是一种不断持续的趋势，即不仅将人和电脑连接到互联网，还将各类“物体”连接到互联网以及使各类“物体”相互连接。例如，如果您将部署工业制造设施或大型基础设施项目，那么在更多地方连接更多的传感器 (或传动器)，可以提高效率、改善安全性、并实现全新的业务模式。这种数据交换水平的不断提高通常也被称为“工业 4.0”。
传统上，用在这类工厂中的各种类型传感器都是靠导线连接到电源的。然而，未来在工厂中可能没有到处安装和维护电缆的挑战和费用，因为现在可以安装可靠的、工业强度的无线传感器，而且这些传感器可以靠小型电池甚至靠从光、振动或温度梯度等来源收集的能量运行数年。也有可能组合使用充电电池和多种环境能源。
先进和现成有售的能量收集 (EH) 技术，例如振动能源收集和室内或可穿戴光伏电池，在典型工作条件下产生毫瓦级功率。尽管这么低功率也许看似用处有限，但是无线传感器节点等能量收集组件的多年运行可能意味着，无论就能量提供还是从所提供的每单位能量的成本上看，能量收集技术与长寿命主电池都是大致相当的。尽管主电池声称能够提供长达 10 年的寿命，但是这在很大程度上取决于从主电池吸取功率的水平以及从主电池吸取功率发生的频度。提供 EH 功能的系统一般能够在能量耗尽后再充电，而靠主电池供电的系统则做不到这一点。然而，大多数部署都将使用环境能源作为主电源，用主电池作为对这个主电源的补充，如果环境能源消失或中断了，可以接入主电池。这可以被认为是一种“电池寿命延长器”功能，为系统提供了更长的工作寿命 (接近电池的工作寿命)，就锂亚硫酰氯化学组成的电池而言，通常约为 12 年。此外，出于固有的安全性考虑，有些充电电池不能通过导线充电，而需要通过无线功率传输技术充电。
在很多这类应用中，难以使用或不能使用连接器充电。例如，有些产品要求密封的外壳，以针对严酷的环境保护敏感电子组件。另一些产品也许只是因为太小，而无法装入连接器，而在电池供电应用可能移动或旋转的产品中，几乎不可能用导线充电。那么可以采用什么样的可替代方法来应对这类环境呢? 显然，需要一种无需连接器并能够无线充电的方法。无线充电解决方案在这类不能使用连接器的应用中提高了价值、可靠性和坚固性。

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无线功率传输
通过无线供电进行电流充电
本文总结

只看该作者 · 2017-6-14 13:33

好东西呀

只看该作者 · 2017-6-14 16:07

开关和监视高达 1000V 的高压 DC 电源

引言
数百伏的 DC 电源并非如人们想象的那样不常见。也许首先进入脑海的一种应用是电动型汽车，在这种汽车中，锂离子电池组的电压范围高达 400V。不过一些不那么为人熟知的高压应用出现在现代战机中，例如 F-22 猛禽 (F-22 Raptor) 和 F-35 闪电 II (F-35 Lighting II)，这些战斗机主要由 270V DC 电源供电，以实现更快速、精准的性能。大型太阳能阵列可以输出 600V 或更高的电压，而对工业电机驱动器中的 AC 电压整流，可产生范围为 170V 至 680V 的 DC 电压。很多年来，人们一直在开展研发工作，以将数据中心的配电从 AC 变为高压 DC (380V 或 ±190V)，从而减少电源转换步骤、设备占用空间和运行成本，同时方便与太阳能等可再生能源整合。以较高电压配电降低了电流值，从而降低了电阻性损耗 (I²•R)，这个特点可用来减轻电缆重量。所有这些高压电源都需要开关和软启动以给负载供电。就能量监视和优化而言，以数字化方式监视在高压总线上的电压和电流是必不可少的。任何控制这些电源的电路都必须是电气隔离的，以保证操作人员的安全，并针对危险的高压对低压电子组件提供保护。

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控制浪涌电流和监视电源的方法
用于高压电源控制和遥测的集成式解决方案
本文结论

只看该作者 · 2017-6-19 09:55

用于数据备份和保存之电源保持的快速入门指南
引言
对于新式数字系统来说，在电源中断期间备份重要的数据是一项重要特性。在嵌入式系统依赖干净不间断电源的电信、工业和汽车应用中，数据丢失是引人关切的。供电的突然中断会导致正在对硬盘驱动器和闪存器进行读写操作时的数据受损。数据存储器广泛地采用在嵌入式系统中，以用于汽车维护、故障排除和维修工作。在复杂的工业金属加工设备中，在电源断接后必需存储多种工具的位置和状态，以防止在恢复供电时发生设备故障，这一点是极其重要。
传统上，备份电源设计师依赖于高电压电源的存在，以及升压型功率因数校正 (PFC) 电路的大容量电容。当采用这种传统方法时，在供电中断期间，350V 至 400V PFC 输出电压与极大容量电容之组合中的可用能量足以供下游转换器在要求的保持时间里支持关键的负载。保持时间简单地说就是系统安全地完成备份操作所需的时间。
问题是：许多新式电子系统 (例如：汽车) 并不需要 AC/DC 转换器。另外，PFC 的本质已经发生了巨大的变化：在低功率和分布式系统中，小占板面积隔离型反激式转换器正逐步取代“先升压后降压”转换器对。在这些环境中，低电压电源经常是备份设备唯一的可用电源。
所有无电池型备份解决方案均基于电容器存储能量 (W) 的能力。

式中的 C 是电容;V_MAX 和 V_MIN 分别是最大和最小电容器电压;V_OUT 和 I_OUT是负载电压和电流;T_H是保持时间，即电源在供电中断之后能够把输出电压保持在调节状态的时间。
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三种简易型电源保持解决方案
基于超级电容器的电源保持解决方案
升压电压保持解决方案
采用最少组件数目，“较廉价的”电源保持解决方案
本文结论

只看该作者 · 2017-6-22 15:49

怎样选择低温运行、大功率、可扩展的 POL 稳压器并节省电路板空间
设计高效和紧凑型 DC/DC 转换器的技巧由一群对转换设计所涉及之物理学和支持性数学知识有着深入了解、同时兼具一定程度之工作台经验的工程师负责实行。对于博德图、麦克斯韦方程组的深刻理解以及针对极点和零点的关注融入到了精致的 DC/DC 转换器设计中。然而，IC 设计师通常避开了对令人担忧之热问题的处置，这项工作常常落在封装工程师的身上。
对于负载点 (POL) 转换器而言，热量是个大问题，这类转换器空间紧凑，容纳了很多需要小心对待的 IC。POL 稳压器之所以产生热量，是因为还没有电压转换效率能达到 100%。结构、布局和热阻能使封装发热到什么程度? 封装的热阻不仅使 POL 稳压器的温度升高，还使 PCB 及周围组件的温度升高，因此增大了系统散热方案的复杂性、尺寸和成本。
人们主要通过两种方法来减少 PCB 上 DC/DC 转换器封装的热量：
· 通过 PCB 散热：如果转换器 IC 能够表面贴装，那么 PCB 中能传导热量的铜质通孔和铜箔层可以从封装底部散出热量。如果封装至 PCB 的热阻足够低，那么用这种方法就能够充分散热。
· 增加空气流动：冷的气流可以给封装散热 (或者更准确地说，热量传递到了与封装表面接触和温度更低且快速运动的空气分子中)。
当然，存在无源和有源散热方法，为讨论简便起见，我们把无源和有源散热方法都归为上述第二种方法的子集。
当面对组件温度上升问题时，PCB 设计师可以在一些标准散热方法中寻找常用方法：使用更多的铜、散热器或更大、更快的风扇，或者只是更大的空间 ─ 增大 PCB 空间和 PCB 上组件之间的距离或加厚 PCB 层。
上述任一方法都可用来在 PCB 上使系统保持在安全温度限度内，但是采用这些方法有可能降低最终产品的市场竞争优势。最终产品 (例如路由器) 也许因此需要更大的外壳以容许在 PCB 上进行必要的组件分隔，或者也许因为增加更快速的风扇以增强空气流动而变得噪声相对较大。在各公司凭借紧凑性、计算能力、数据传输速率、效率和成本优势参与竞争的市场上，这就可能使最终产品显得较差。
要围绕大功率 POL 稳压器实现成功的热量管理需要选择恰当的稳压器，这需要进行细致的调研。本文展示怎样选择稳压器才能简化电路板设计师的工作。
点此阅读原文：怎样选择稳压器才能简化电路板设计师的工作
不要仅靠功率密度评判 POL 稳压器
将热量引导到封装顶部并进入空气中
垂直结构：用叠置电感器作为散热器的 POL 模块型稳压器
具裸露叠置电感器的 3D 封装：保持很小的占板面积、增大功率并改善散热
热性能和效率
具热平衡的 140W、可扩展 4 x 40A µModule POL 稳压器
本文结论

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