凌力尔特【技术**精华】

只看该作者 · 2017-10-16 14:03

微功率零漂移运算放大器支持无线电流检测
引言
许多电流检测电路遵循相同的简单方法：在检测电阻器的两端产生一个电压降：放大该电压，用一个 ADC 读取它，然后就知道电流的大小了。但是，如果检测电阻器所处的电压与系统地迥然不同，那么事情会很快变得复杂起来。典型解决方案可消除模拟或数字域中的电压差。不过，这里有一种不同的方法，即采用无线方式。
高压侧电流检测放大器在模拟域运行。这些 IC 是紧凑的，但是它们能够承受的电压差受到半导体工艺的限制。额定值超过 100V 的器件很稀有。而且，如果检测电阻器的共模电压快速变化或在高于和低于系统地之间摆动，那么这类电路的准确度常常会下降。
磁性或光隔离器常常破坏数字域的隔离势垒。硬件可能更笨重一些，但工作时不损失准确度，一般可承受数千伏电压。这类电路需要一个隔离型电源，但是这种电源有时可以集成到隔离器组件中。如果检测电阻器物理上是与主系统分隔开的，那么也许还需要使用很长的导线或电缆。
最近出现的低功率信号调理和无线技术提供了一种新方法。通过允许整个电路随着检测电阻器的共模电压浮置，并通过空中无线发送所测得的数据，电压限制就不存在了。检测电阻器可以放置在任何地方，无需使用电缆。如果电路的功率非常低，那么甚至不需要隔离型电源，用一块小型电池就可运行很多年。
点此阅读原文，了解更多：
无线电流检测
微功率零漂移运算放大器
工业强度的无线网格
毫微功率库伦计数器
本文总结

只看该作者 · 2017-10-24 09:06

本帖最后由小唏于 2017-10-24 09:08 编辑

一款切合实际的 30A 能量计
引言
如果告诉别人，你在家里屋顶上安装了一个太阳能电池板系统，那么你可能会遇到一大堆问题，包括“你安装了多少电池板?”或者“你的系统多大?”大多数人会以一种有时转弯抹角的方式试图估测你的系统额定功率。接着，他们或许继续询问你的电池板效率有多高，你的系统是否仍然连接至电网，或者整个系统花了你多少钱，所有这些都是完全有效的问题。然而，如果你像我一样，喜欢首先说明 “主要部分” (并尽量减少别人的提问)，那么就要尝试以说明自己的耗电量和发电量作为交谈的开始，因为与功率不同，从耗电和发电的角度来看，能量是终局，而且是任何系统真正的性能度量指标。
在很多应用而不仅是太阳能系统中，监视能量都有很多类似的好处。市面上广泛提供手持式、机架式和直插式能量计，很多人都可以使用，例如设施管理员可以用来跟踪和分配设备或部门等使用的能量。能量计的使用也许还包括负载记录与分析，这时比较预期能耗与当前能量使用情况，并根据其与已建立能量模型之间的偏差，标记需要关注的区域。通过调节负载，人们可以决定，任何时刻可以连接到系统多少设备，例如电灯、电脑、电池等。电动自行车和电动汽车可以报告它们的每英里能量使用情况，量化从电池抽取或返回电池的能量。
尽管能量监视应用丰富多彩，但是市场上却极少有能量监视 IC。很多系统设计师用功率监视 IC 应付，例如凌力尔特公司的 100V LTC2945 功率监视器，并用一个微处理器跟踪功率和时间信息，同时计算能量。尽管不需要复杂的编码，但是这种解决方案的主要缺点是牵制了计算资源。凌力尔特的 100V LTC2946 能量监视器是一款更加简练的解决方案，提供直接能量测量，用户能够灵活地选择自己的检测电阻器，但是当需要测量大电流时，挑战就出现了。接下来就是凌力尔特早该推出的 LTC2947 能量监视器了，该器件集成了 30A 检测电阻器，对如今要求最苛刻的应用而言，该器件能提供极其切合实际的能量监视。
点此阅读全文，了解：
再论检测电阻器
能量测量
数字功能的便利性

只看该作者 · 2017-10-28 07:51

已收藏

只看该作者 · 2017-10-30 09:27

集成电路为高可靠性电源提供增强的保护和改进的安全功能
高可靠性系统设计包括使用容错设计方法和选择适合的组件，以满足预期环境条件并符合标准要求。
本文专门探讨实现高可靠性电源的半导体解决方案，这类电源提供冗余、电路保护和远程系统管理。本文将突出显示，半导体技术的改进和新的安全功能怎样简化了设计，并提高了组件的可靠性。
高可靠性电源系统的要求
在理想的世界里，高可靠性系统应该设计为能够避免单点失效，有办法在保持运行 (但也许是在降低的性能水平上) 的情况下隔离故障。高可靠性系统还应该能够抑制故障，避免故障传播给下游或上游电子组件。
内置冗余是一种解决方案，这可以采用并联电路以主动分担负载或者在故障发生之前以备用模式等待。在每一种内置冗余方式中，实现故障检测和管理都需要额外的电路开销，这提高了总的复杂性和成本。有些系统还建立了不同的并联电路，以增加多样性，避免产生相同故障机制这种风险，某些飞行控制系统就是这么做的。
提高系统复杂性给电源性能造成了更大负担，因此高转换效率和良好的热量管理变得至关重要了，因为结温每上升 10°C，IC 寿命大约减少一半。正如我们将看到的那样，现在新功能丰富的电源 IC 和专用电源管理功能增强了对 IC 本身及其周围系统的保护。

点此阅读全文：
电源稳压器的安全功能

控制多个输入电源
瞬态和电路保护
数字电源系统管理
隔离式系统

只看该作者 · 2017-11-8 09:18

高功率密度系统需要大电流转换器
2016 年，不断扩大的大电流、低压数字 IC 市场规模达到了 92 亿美元 [数据来源：Intense Research 公司]。这类数字 IC 包括微控制器和微处理器 (µC 和 µP)、可编程逻辑器件 (PLD)、数字信号处理器 (DSP)、专用集成电路 (ASIC)、和图形处理器单元 (GPU)。此外，我们来看一下对这个市场中一个较大的细分市场 —— 现场可编程门阵列 (FPGA) IC 的预期，2014 年，这个细分市场的规模为 39.2 亿美元，预计到 2022 年将达到 72.3 亿美元，从 2016 年到 2022 年，年复合增长率为 7.41% [数据来源：marketsandmarkets.com]。高功率密度数字 IC 几乎已经进入了所有嵌入式系统。这类系统包括但不限于：工业、通信、电信、服务器、医疗、游戏、消费类音频 / 视频和汽车系统。在这些市场中，FPGA 正在使先进应用变为现实，例如，高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 和防撞系统等消除人为差错的汽车应用。此外，政府要求的安全功能，例如防锁刹车系统、稳定性控制和电气控制的独立悬架系统都必须使用 FPGA。在消费类电子产品领域，对物联网 (IoT) 和机器至机器 (M2M) 通信的需求以及数据与服务器中心的增长，也是驱动 FPGA 市场增长的一些因素，需要存储大量数据和进行云计算是数据和服务器中心增长的驱动因素。
这些基于高功率密度数字 IC 的系统对电源有一套独特的要求。就目前这一代 FPGA 和 ASIC处理器而言，大电流、低电压和快速瞬态响应相结合，对于给这些器件供电的电源提出了越来越严格的要求。这些数字 IC 很强大，但是从电源角度来看却是不稳定的。传统上，用来给这类器件供电的一直是具单独大功率 MOSFET 的高效率开关稳压器控制器，但是这类控制器有潜在的噪声干扰、较慢的瞬态响应和布局限制问题。因此，近几年来，最大限度减少热量的低压差稳压器 (LDO) 一直被作为替代解决方案使用，但是这类稳压器也不是没有其自身的一些限制。不过，由于这一领域最新出现的产品创新，发展趋势正在发生变化。较新型的大功率单片开关稳压器不再需要进行性能折衷，并正在迅速得到采用。

点击了解详情：
开关稳压器与充电泵及 LDO
大电流单片降压型转换器的设计挑战
新的大电流降压型稳压器
高效率、更低 EMI 和快速瞬态响应

只看该作者 · 2017-11-14 11:11

智能灵活的大电流 DC/DC 控制器简化电信和数据通信系统中的电源
背景信息
电信和数据通信系统中常见的下一代路由器和交换机的复杂性和可扩展性不断提高，这给电源制造带来了压力，因为人们需要提供智能灵活、可横跨多种平台扩展的高效率电源解决方案。系统设计师经常会需要几种基础架构变体，以能够提供高、中、低端系统，且每种系统都有一套不同的功能。可根据系统需要增设、移除或调整大小的器件类型实例包括;内容可寻址存储器 (CAM)、三元内容可寻址存储器 (TCAM)、专用集成电路 (ASIC)、全定制硅芯片和现场可编程门阵列 (FPGA)。
CAM 通常被描述为与随机存取存储器 (RAM) 完全不同。如欲检索 RAM 中的数据，操作系统必须提供数据所在的存储器地址。存储在 CAM 中的数据可通过执行对内容的查询来访问，存储器检索可以找到数据的地址，而且速度比 RAM 快得多。可以确定的是，任何能够以千兆位线速率转发以太网帧的交换器都使用 CAM 进行查找。在采用 RAM 的系统中，操作系统将不得不记住存储所有内容的地址，而当采用 CAM 时，操作系统在单次操作中就能找到它所需要的东西。
TCAM 是一种特殊类型的高速存储器，它在单个时钟周期中搜索其全部内容。“三元” 这个术语指的是存储器使用三个不同的输入 (0、1 和 X ) 来存储和查询数据的能力。“X” 输入常常被称为 “随意” 或 “通配符” 状态，它使得 TCAM 能够完成基于图形匹配的更广泛搜索，这与二元 CAM 截然相反，后者执行的是仅采用 “0” 和 “1” 的精确匹配搜索。路由器可在这类 TCAM 中存储其全部路由表，从而可非常快速地查表。TCAM 提高了查表、数据包分类和数据包转发速度，但是 TCAM 需要的功率大于 CAM。CAM 和 TCAM 都需要非常准确的设定点，并有严格的电压瞬态要求，这对电源系统设计师而言是非常具有挑战性的。
ASIC 是另一种可在路由器和交换器中使用的器件，并且是一种针对某种特定用途定制的集成电路 (IC) ，而不是面向通用应用。新式 ASIC 常常包含整个微处理器、内存块 (包括 ROM、RAM、EEPROM、闪存器) 和其他大型单元式部件。这样的一个 ASIC 通常被称为 SoC (片内系统)，而且此类 ASIC 会需要几百安培的电流和介于0.8V 至 1.2V 范围内的内核工作电压。就像使用 TCAM 和 CAM 时一样，设定点准确度和瞬态响应对这类解决方案的总体性能至关重要。对电源设计师而言，解决方案尺寸和出色的电流控制也是关键要求。
FPGA 是另一种用在电信和数据通信系统中的器件，是一种可编程集成电路。FPGA 用在专用系统设计中，允许用户定制微处理器以满足各自的需求。这类器件有几个电压输入，满足其内核功率需求可能需要超过 100A 的电流。

点击了解全文：
可扩展性
具可扩展性的智能 IC 解决方案
瞬态响应和电压前馈补偿
多相运行

只看该作者 · 2017-11-20 09:23

本帖最后由 21ic子站宣传员于 2017-11-20 09:24 编辑

新型电源 IC 让无线医疗仪表受益
与许多其他的应用一样，低功率高精度组件实现了便携式和无线医疗仪器的快速成长。不过，和很多其他应用不同的是，此类医疗产品通常对于可靠性、运行时间和坚固性有着高得多的标准。这个负担大部分落在电源系统及其组件的身上。医疗产品必须正确地操作，并在多种电源 (例如：交流电源插座、备份电池、甚至是收集的环境能量源) 之间无缝地切换。此外，还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。
目前，推动便携式和无线医疗仪表成长的主要趋势之一是患者护理。具体来说，这就是在病患自己的家中越来越多地使用远程监护系统。这一发展趋势的起因从本质上说完全是出于经济的考虑，让患者住在医院里观察治疗所需承担的费用简直让人望而却步。因此，许多这样的便携式电子监护系统都必须结合 RF 发送器，以便能够把从患者身上收集的任何数据直接发回医院内的监控系统，以供主管医师日后复审和分析之用。
面对上述情形，合理的假设是：为患者提供合适家用医疗仪表的成本远远低于让患者留院观察所需支付的费用。然而，头等重要的一点是：交由患者使用的设备必须具有可靠和简单易用的特性。因此，这些产品的制造商和设计师必须确保它们能够依靠多种电源实现无缝运行，并在对从患者身上收集的数据进行无线传输的过程中提供高可靠性。这就要求设计师确保电源管理架构拥有坚固、灵活、紧凑和高效的特点。

点击了解全部信息：
电源 IC 解决方案
LTC3119：一款同步电流模式单片降压-升压型转换器

只看该作者 · 2017-11-23 09:37

揭开 PROFIBUS-DP 物理层的面纱
PROFIBUS-DP (分布式外设) 现场总线标准已经存在了 20 多年，可是，物理层的要求可能仍然不明朗，这常常导致在收发器定义中出现混淆紊乱的情况。不过，任何含糊不清显然并未阻止 PROFIBUS 成为一种成功 (也许是最成功) 的现场总线解决方案，在世界各地安装的设备数量已超过了 5,000 万部。
当部署新的系统时，需要知道所使用的收发器是按照 PROFIBUS-DP 标准最新和准确的解释设计的，这一点是很重要。凌力尔特的 LTC2877 PROFIBUS-DP 接收器可应对此类需求，其采取了真正**执行最新 IEC 61158-2 PROFIBUS-DP 标准，并增添了极致的保持机制，从而提升了新的主控设备和受控设备的兼容性和可靠性。

点击阅读全文：
PROFIBUS-DP 基础知识
95% RS485，5% 混杂
保护 PROFIBUS-DP

只看该作者 · 2017-11-27 10:16

汽车 ADAS 需要 EMI / EMC 辐射很低的开关转换器
到 2020 年，ADAS 市场预计将达到 600 亿美元 [数据来源：Allied Market Research]。这意味着，在 2014 年到 2020 年这个时间段内，年复合增长率为 22.8%。显然，这对半导体产品而言，意味着巨大的机会!
ADAS 是“高级驾驶员辅助系统 (Advanced Driver Assistance Systems)”的英文首字母缩略语，在今天的很多新型汽车中都能经常见到。这类系统常常方便了安全驾驶，如果系统检测到来自周围物体的风险，例如不守规矩的行人、骑行者甚至处于不安全行驶方向的其他车辆，就会向驾驶员发出警报。此外，这类系统通常还会提供动态功能，例如自适应巡航控制、盲点检测、车道偏离警告、驾驶员犯困监视、自动刹车、牵引力控制和夜视。因此，在当前这 10 年的后半段，消费者对安全的日益关注、对驾驶舒适度的需求以及不断增加的政府安全法规，成了汽车 ADAS 增长的主要驱动力。
这种增长的到来必然伴随着对这个行业的挑战，其中包括价格压力、通货膨胀、测试这类系统的复杂性和困难。此外，欧洲是最具创新性的汽车市场之一，这一点应该不足为奇，因此，欧洲已经看到，ADAS 正大举进入市场，欧洲汽车行业的客户在大量采用 ADAS。不过，美国和日本汽车制造商也没有很落后。汽车行业的最终目标是，提供无人坐在方向盘后面的自动驾驶汽车!

点击阅读全文：
系统带来的挑战
具低 EMI/EMC 辐射的双 DC/DC 转换器

只看该作者 · 2017-12-12 16:44

针对三个或四个电源的负载平衡，电源电压不等也不受影响
采用多个小型电源通常比使用单个大型电源更加经济实惠和可靠。例如，可采用单独的电池以提高可靠性。在多电源系统中，均等地分担负载是很重要的;否则，一个电源或许会试图承担整个负载的供电。本文将说明怎样通过级联 LTC4370 电路以容易地实现三个或四个电源的负载平衡。
如图 1 所示，LTC4370 控制器在输出电压之间具有适度差异的两个电源之间实现了电流均分。为了完美地平衡两侧中的电流，该控制器调节位于具有较高电压那一侧中的 N 沟道 MOSFET 的栅-源极电压。这在 MOSFET 的 RDS(ON) 和电流检测电阻器两端产生一个电压降。

点击阅读全文：
利用两个级联的 LTC4370 来平衡三个电源之间的负载
平衡四个电源之间的负载
局限性
结论

只看该作者 · 2017-12-13 13:42

电源排序得以简化
设计多轨电源时，每增加一个电源轨，挑战都会成倍增加。设计师必须考虑怎样动态协调电源排序和定时、加电复位、故障监视、提供恰当的响应以保护系统等方方面面。有经验的设计师都知道，随着项目从原型向生产环境转变，成功应对这种动态变化环境的关键是灵活性。在开发过程中，能够最大限度减少软硬件更改的解决方案是理想解决方案。
理想的多轨电源设计方法是，一项设计自始至终只用一个 IC，在该产品的整个生命周期中无需更改布线。该 IC 对多个电源轨自主进行监察和排序，并与其他 IC 协作，无缝地监察系统中多个电源稳压器，提供故障和复位管理。当系统连接到 I2C 总线时，设计师可以运用功能强大、基于 PC 的软件，实时配置系统、实现系统可视化并调试系统。

点击阅读全文：
电源控制的 3 个步骤
LTpowerPlay 让事情变得简单了
结论

只看该作者 · 2017-12-15 11:14

Easy Drive ADC 简化高阻抗传感器的测量
增量累加 ADC 凭借高准确度和很强的抗噪声性能，非常适合用来直接测量很多类型的传感器。然而，输入采样电流可能压垮高源阻抗或低带宽、微功率信号调理电路。LTC2484增量累加转换器系列通过平衡输入电流解决了这个问题，从而简化了信号调理电路或者不再需要这种电路。增量累加 ADC 的常见应用是热敏电阻器测量。图 1 显示了直接测量高达 100kΩ的热敏电阻器时 LTC2484 的连接方式。数据 I/O 通过标准 SPI 接口连接，

点击阅读全文：
LTC2484 的连接方式
LTC2484 演示电路板
LTC2484 演示软件屏幕截图，偏移为微伏级，噪声为 600nVRMS

只看该作者 · 2017-12-18 09:35

高性能双无源混频器可应对 5G MIMO 接收器挑战
数据传输速率日益提高是一种全球化需求，这种需求已经超越了目前 4G 无线网络容量的极限。下一代 5G 网络需要将容量提高 10 倍以上，以跟上未来的需求发展。尽管 5G 标准尚未最终确定，但即使不是全部也是大部分市场参与者都认为，带宽至少需要 (从目前的 20MHz 带宽) 增大到 100MHz，有些人甚至说，会增大到 200MHz。如果这样，就需要进入 3.6GHz 以上或更高的频段。
为了满足这种需求，凌力尔特的 LTC5593 双无源下变频混频器在 3.6GHz 提供了出色的线性度和动态范围性能，同时支持超过 200MHz 的平坦信号带宽，可用来构成极其坚固的 MIMO (多输入多输出) 接收器。在 Wi-Fi 和 4G 网络等系统中，当带宽有限时，MIMO 技术显著提高了数据的净吞度速率和接收率，因此 MIMO 技术已经证明了其自身的有用性。在 5G 系统向频率更高的频段迁移时，LTC5593 在 2.3GHz 至 4.5GHz 范围内提供连续的 50Ω 匹配，从而支持在 2.6GHz 和 3.6GHz 频段上的多频段接收器。就频率较低的频段而言，凌力尔特还提供其他引脚兼容的混频器，包括 LTC5590、LTC5591 和 LTC5592，这些混频器涵盖了其余所有 LTE 接收器。每款混频器的频率覆盖范围和典型的 3.3V 性能如表 1 所示。这些混频器可提供高转换增益、低噪声指数 (NF) 以及高线性度和低 DC 功耗。典型功率转换增益为 8dB，并具有 26dBm 的输入三阶截取点 (IIP3)、10dB 的噪声指数和 1.3W 功耗。

点击阅读全文：
混频器描述
接收器应用
功耗和解决方案尺寸

只看该作者 · 2017-12-20 10:16

设计军用系统时需要考虑的因素以及怎样减轻组件供应问题
军用设备的预期服务寿命有几十年之长，因此设计新的系统需要采用最先进的集成电路技术，以真正地实现系统性能和能力的最大化，然而这项工作有时与旨在支持和维护使用时间已长达 30 年的老式系统所投入的精力显然是有冲突的。这些设计可以追溯到半导体工业的早期，当时，航空航天和国防领域推动了半导体的需求并产生了相当大的影响。对国防行业而言，并不容易应对技术的迅速进步和 IC 商品化以及相关的半导体商业模式的变化。那么从设计角度可以吸取哪些教训以最大限度减少未来的组件供应问题呢?

点击阅读全文：
战略性供应商选择
保护设计资源
技能差距
商用考虑
设计时需考虑组件淘汰问题

只看该作者 · 2017-12-25 09:39

本帖最后由 21ic子站宣传员于 2017-12-25 09:42 编辑

多种化学电池充电器支持用于太阳能电池板最大功率点跟踪
LTC4015 是一款通用的同步降压型充电器，可支持包括铅酸、锂离子和磷酸铁锂 (LiFePO4) 在内的多种化学电池。LTC4015 拥有大量的电池充电功能，包括库仑计数以及多种电池和系统监视能力。不过，本文将着重阐述其可实现太阳能电池板最大功率点跟踪 (MPPT) 功能的输入控制环路。
不管您具备多少 MPPT 常识，要理解 LTC4015 的实现方案，就必需弄懂 LTC4015 的多控制环路工作原理，这一点是很重要。

点击阅读全文：
器件的基本工作原理
MPPT 工作原理
MPPT 特殊考虑因素
抖动期间充电电流的显著变化
输入电流限制设置
可用的电流足够

只看该作者 · 2017-12-28 09:44

本帖最后由 21ic子站宣传员于 2017-12-28 11:22 编辑

基于电解电容器的数据备份电源解决方案
在嵌入式系统依赖持续供电的电信、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。通常，嵌入式系统仅需 10ms 至 50ms 的时间备份易失性数据以防止发生丢失。
数据备份应用在嵌入式系统中，以用于维护、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刀具的位置和状态，以防止在稍后恢复供电时发生设备故障，这一点是很重要。这些应用要求提供稳定的电源和数据保持，但是不可靠的电源使之难以实现。长的电源线、电量耗尽的电池、未稳压的 AC 适配器、抛负载和大功率电动机的开关操作会导致输入电源的广泛不可靠。因此，嵌入式系统的开发人员喜欢使设计拥有尽可能宽的输入电压范围，从而可在众多的应用和环境中使用。

点击阅读全文：
电路描述
电路功能
结论

只看该作者 · 2018-2-18 17:05

谢谢分享