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            非隔离DC/DC电源??槿绾伟镏岣逥AQ性能

            电子设计 ? 2021-02-20 14:56 ? 次阅读

            DAQ的电源架构

            在DAQ中,跨多个子系统看到并联电源轨和不同的负载电流(和纹波)要求并不罕见。图1展示了DAQ系统的电源架构以及电源??槿绾挝髦肿酉低成伤璧牡缭垂?。

            o4YBAGAwsVSAJuKLAAGreXvl1DM576.png

            使用电源??橛兄谔岣哒逍阅?、效率和可靠性。电源??榛咕哂幸韵掠攀疲?/p>

            1、同一封装中的输出电流通过优化的成本提供设计灵活性和可扩展性。

            2、通过自动脉冲频率调制(PFM)模式提高轻载效率的方法。

            3、负载调节期间具有出色的瞬态响应。

            4、通过集成、创新封装和组装的紧凑型解决方案。

            5、通过精选的无源元件选择改善了功率??樾阅?。

            6、可在很宽的温度范围内工作。

            7、从传统变电站转向智能变电站

            通过选择无源元件改善了功率??樾阅?/strong>

            除封装选择和旨在缓解EMI和输出纹波的布局外,选择无源元件同样重要。非原装组件可能在原型阶段运行良好,但会出现压迫迹象,并导致现场损坏或故障。

            电感器是DC/DC降压转换器设计中的关键组件之一。选择合适的电感器需要时间和诀窍,包括了解电感铁芯的细微参数及其对电源性能和寿命的影响。电感器的一个常见问题是高温存储(HTS)测试期间的故障,这表明电感器能够长时间承受高温。

            在HTS测试期间,电感器置于DC/DC转换器附近,限制气流。铁粉的涂层和/或粘合剂随着时间和高温条件开始分解,这导致铁损增加,并降低电源效率。在更高的输入电压和更高的开关频率下,问题最为明显。图2比较了HTS压力测试前后多个输入电压下电感的效率下降问题。

            o4YBAGAwsWmAaXEmAAFNh8U-9_Q345.png

            经检查,电感器通??雌鹄床⑽疵飨允芩?。电感的L和DCR值可能不会改变。但是,暴露在高温下会增加交流阻抗,如图2所示。

            与此同时,德州仪器的电源??榧闪说绺衅?。这些电感器随着时间的推移和温度的升高具有出色的性能。图3所示为暴露在高温后各类电感的HTS测试结果。该电源??槭褂玫绺衅?,在HTS测试后,Q和铁芯电阻变化很小或无变化。

            pIYBAGAwsX6AEYZ3AAFiCKqd9wk417.png

            此外,电源??榫芄ぷ鞯缪共馐?,以确保没有绝缘击穿。

            具有自动PFM和负载瞬态响应的效率(总负载和轻负载)

            电源??樘峁㎝ODE/SYNC选项,可在轻负载时转换为自动节能模式。正常操作期间,电源??槭褂寐龀蹇矶鹊髦疲≒WM)调节输出。

            当负载电流极低时,控制逻辑转换为PFM操作和二极管仿真。在该模式中,高侧金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET)接通一个或多个脉冲,以向负载提供能量。高侧MOSFET的导通时间取决于输入电压电平和预编程的内部电流电平(IPEAK-MIN)。输入电压越高,导通时间越短。关断时间的持续时间也取决于负载电流水平。较轻的负载导致较长的关闭时间。

            这种操作模式在极轻负载下可实现出色的转换效率。使用自动PFM模式时,空载时的输出电压比强制脉冲宽度调制(FPWM)操作高出约1%。图4所示为PFM和FPWM模式的效率图。

            pIYBAGAwsY-ANnL5AAJDEcHuA34271.png

            负载瞬态响应是衡量电源如何应对电流需求的突然变化或电源跟踪负载阻抗变化的程度的指标。负载瞬态响应是一个越来越重要的性能参数,特别是对于微处理器或现场可编程门阵列。其具有低核心电压、高电流消耗和快速负载切换的特点。图4所示为电源??榈母涸厮蔡煊?。

            若保持足够低的等效串联电阻,则可通过调整输出电容来改善瞬态响应。增加输入电容可增强对更长和/或更深的瞬态步长的响应。得益于每相电流的减少,增加变流器相位还可通过提高有效开关频率及允许更小的输出电感器和电容器来改善瞬态响应。

            缩小解决方案尺寸

            德州仪器现已开发出创新的用于功率??榈慕舸辗庾凹际?。

            此类封装技术是如图5所示的四方扁平无引线(QFN)封装,具有单个铜引线框架。带旁路元件的集成电路(IC)安装在该引线框架上。通过将电感器安装在IC和无源元件上,开关节点也变得紧凑、长度较短,并降低EMI。示例包括德州仪器的LMZM33603和LMZM33602,它们均具有36V输入额定值,可提供高达3A的负载电流。

            o4YBAGAwsZqACy2NAAEczJNHihs098.png

            采用的MicroSiP?或QFN封装技术可用于需要更低功率的电源轨。此类封装技术使用裸DC/DC稳压器芯片并将其嵌入薄的印刷电路板基板中。铜迹线不是使用接合线,而是将芯片连接到基板,如图5所示。示例包括德州仪器的LMZM23601和LMZM23600,它们集成了输入旁路电容和电感,以提供更好的EMI性能。

            可在很宽的温度范围内工作

            电源??榈囊桓鲇诺闶撬强稍诟呶绿跫虏僮?。通过优化的设计、封装、布局和合适的元件选择,功率??榧词乖?00°C的高温下也可提供50%的负载电流,如图6所示。

            o4YBAGAwsbCACyfyAAJjJnv3uNI278.png

            使用电源??樯煞聪虻缭?/strong>

            在DAQ中,选择用于采样AC模拟输入的ADC指定为±10.24V的输入范围。传感器的AC电流或电压输出使用增益放大器缩放到ADC输入范围,且用于缩放增益的运算放大器使用±12V直流电源供电??墒褂枚嘀址椒ㄉ伤璧乃獶C电源。一种方法是通过在反向降压-升压配置中使用功率??槔床旱缭?。

            在标准降压配置中,正极连接(VOUT)连接到内部电感,回路连接到系统地。在反向降压-升压配置中,系统接地连接到VOUT,回路现在是负输出。这种拓扑结构可实现反向输出电压,如图7所示。

            o4YBAGAwscKAPWzMAADiHXJW3Pg483.png

            结论

            除提供上述详细的多种优势外,DAQ应用中的电源??榛箍商岣呦低承阅芎涂煽啃?,减少设计工作,并帮助设计人员优化电路板空间。德州仪器具有管脚兼容的电源??橄盗?,具有不同的负载电流和可编程输出电压,可为DAQ设计提供可扩展性。
            编辑:hfy

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            的头像 倩倩 发表于 02-24 14:28 ? 258次 阅读
            即将面世的Realme GT 5G旗舰手机将采用玻璃后盖和皮革后盖版本

            稻麦考种系统检测样品以及使用方法的介绍

            托普云农的稻麦考种系统在稻麦育种工作中非常重要的一环,主要是因为水稻和小麦育种不同于其他蔬菜的育种,....
            发表于 02-24 13:46 ? 16次 阅读
            稻麦考种系统检测样品以及使用方法的介绍

            土壤墒情监测系统搭配各种传感器的使用效果

            随着现代农业的不断发展,托普云农的土壤墒情监测系统的使用范围越来越广泛,不仅如此,其它的农业仪器也越....
            发表于 02-24 13:43 ? 57次 阅读
            土壤墒情监测系统搭配各种传感器的使用效果

            工程师开发出新技术,为计算机芯片的集成添动力

            工程师们开发了一种技术,使他们不仅可以将折叠的DNA分子形成的显微装置精确地放置在特定位置,而且可以....
            的头像 我快闭嘴 发表于 02-24 11:29 ? 173次 阅读
            工程师开发出新技术,为计算机芯片的集成添动力

            物联网传感器的的发展趋势分析

            互联传感器是物联网(IoT)解决方案的重要组成部分,并且该市场在各个垂直领域均呈现出动态增长。根据F....
            发表于 02-24 11:01 ? 859次 阅读
            物联网传感器的的发展趋势分析

            曝小米11 Pro将首发业内最大的传感器

            据此前消息,小米可能会在三月份推出史上最强旗舰机型——小米11 Pro。
            的头像 如意 发表于 02-24 10:42 ? 288次 阅读
            曝小米11 Pro将首发业内最大的传感器

            餐饮业油烟在线监测仪的作用是什么

            山东莱恩德智能科技有限公司餐饮业油烟在线监测仪 1、系统概述 【莱恩德】LD-YY20型餐饮业油烟在....
            发表于 02-24 10:36 ? 53次 阅读
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            雷蛇发布清姬专业版全高清USB网络摄像头

            2月24日凌晨,Razer雷蛇官方宣布,“成像效果优秀,保真度极佳”的Razer Kiyo Pro雷....
            的头像 lhl545545 发表于 02-24 10:31 ? 217次 阅读
            雷蛇发布清姬专业版全高清USB网络摄像头

            中关村机器人推动实体经济增长

            加快形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,是党中央着眼“两个大局”、因时因势作....
            发表于 02-24 10:21 ? 678次 阅读
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            基于FRDM-KE02Z和Tower Board的无传感器BLDC电机控制

            本应用手册介绍了基于飞思卡尔FRDM_KE02Z微控制器的无传感器三相无刷直流电机的控制技术。该设计....
            发表于 02-24 08:00 ? 46次 阅读
            基于FRDM-KE02Z和Tower Board的无传感器BLDC电机控制

            基于滑模观测器的无传感器矢量控制技术

            PMSM无传感器矢量控制原理   PSoC4简介 基于PSoC4的无传感器矢量控制方案 基于PSoC4的设计实例 &n...
            发表于 02-24 06:12 ? 0次 阅读
            基于滑模观测器的无传感器矢量控制技术

            如何去解决电信设备内的泄漏检测?

            基于电信设备内液体泄漏检测的光电液位传感器 用于昂贵和关键系统的低成本泄漏检测解决方案 ...
            发表于 02-23 06:34 ? 0次 阅读
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            光电传感器的原理及标准类型

              光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时,物质的电子吸收...
            发表于 02-20 15:10 ? 0次 阅读
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            传感器对发动机功况的影响

              汽车功况就是发动机工作状况,电喷发动机基本分八种工况:启动、启动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、过渡、托动。各种工...
            发表于 02-20 14:22 ? 101次 阅读
            传感器对发动机功况的影响

            霍尔加速度传感器的结构和工作原理

              带有防抱死制动系统(ABS)、驱动防滑砖控制(ASR)、四轮驱动或带有电子稳定性程序(ESP)的汽车,除了车轮传感器...
            发表于 02-20 14:20 ? 101次 阅读
            霍尔加速度传感器的结构和工作原理

            激光传感器测量距离的方法及技术优势

              激光在检测领域中的应用十分广泛,技术含量十分丰富,对社会生产和生活的影响也十分明显。激光测距是激光最早的应用之一。这...
            发表于 02-20 11:44 ? 0次 阅读
            激光传感器测量距离的方法及技术优势

            应用在5G技术的无线压力传感器

            loT传感器:应用在5G技术的无线压力传感器
            发表于 02-04 07:05 ? 0次 阅读
            应用在5G技术的无线压力传感器

            CAT-RTD0005 弹簧加压式螺纹轴承 RTD

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 轴承探头 元件材料? 铂, 铜, 镍 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢探针,铜质尖端 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0005...
            发表于 12-16 08:00 ? 28次 阅读
            CAT-RTD0005 弹簧加压式螺纹轴承 RTD

            CAT-RTD0006 卡口式尖端敏感 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 轴承探头 元件材料? 铂, 铜, 镍 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢探针,铜质尖端 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0006...
            发表于 12-16 08:00 ? 24次 阅读
            CAT-RTD0006 卡口式尖端敏感 RTD 探头

            CAT-RTD0007 柔性铠装尖端敏感 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 轴承探头 元件材料? 铂, 铜, 镍 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢探针,铜质尖端 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0007...
            发表于 12-16 08:00 ? 8次 阅读
            CAT-RTD0007 柔性铠装尖端敏感 RTD 探头

            CAT-RTD0008 小型投入式 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 轴承嵌入式探头 元件材料? 铂, 镍 引线导线种类? PTFE, 护套电缆 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢, 镀锡 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0008...
            发表于 12-16 08:00 ? 32次 阅读
            CAT-RTD0008 小型投入式 RTD 探头

            CAT-RTD0009 点传感 RTD 探头传感器

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 点传感探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢和铝 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0009...
            发表于 12-16 07:00 ? 10次 阅读
            CAT-RTD0009 点传感 RTD 探头传感器

            CAT-RTD0010 带压缩配件的点传感 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 点传感探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢和铝 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0010...
            发表于 12-16 07:00 ? 16次 阅读
            CAT-RTD0010 带压缩配件的点传感 RTD 探头

            CAT-RTD0011 带双螺纹的点传感 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 点传感探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢和铝 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0011...
            发表于 12-16 07:00 ? 8次 阅读
            CAT-RTD0011 带双螺纹的点传感 RTD 探头

            CAT-RTD0012 螺纹式点传感 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 点传感探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢和铝 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0012...
            发表于 12-16 07:00 ? 10次 阅读
            CAT-RTD0012 螺纹式点传感 RTD 探头

            CAT-RTD0013 导管盒点传感 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 点传感探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢和铝 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0013...
            发表于 12-16 07:00 ? 13次 阅读
            CAT-RTD0013 导管盒点传感 RTD 探头

            CAT-RTD0014 空气传感 RTD 探头面板

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 空气传感探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0014...
            发表于 12-16 07:00 ? 14次 阅读
            CAT-RTD0014 空气传感 RTD 探头面板

            CAT-RTD0015 壁挂式 RTD 温度传感器

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 空气传感探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 135?°C?[?275?°F?] 包装特性 元件包装? 铝 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0015...
            发表于 12-16 07:00 ? 12次 阅读
            CAT-RTD0015 壁挂式 RTD 温度传感器

            CAT-RTD0016 室外空气传感 RTD 探头传感器

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 空气传感探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0016...
            发表于 12-16 07:00 ? 15次 阅读
            CAT-RTD0016 室外空气传感 RTD 探头传感器

            CAT-RTD0017 暖通空调平均化 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 平均化探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 200?°C?[?392?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0017...
            发表于 12-16 07:00 ? 33次 阅读
            CAT-RTD0017 暖通空调平均化 RTD 探头

            CAT-RTD0018 带压缩配件的平均化 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 平均化探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 200?°C?[?392?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0018...
            发表于 12-16 07:00 ? 33次 阅读
            CAT-RTD0018 带压缩配件的平均化 RTD 探头

            CAT-RTD0019 双螺纹平均化 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 平均化探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 200?°C?[?392?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0019...
            发表于 12-16 07:00 ? 14次 阅读
            CAT-RTD0019 双螺纹平均化 RTD 探头

            CAT-RTD0020 12 MNPT 平均化 RTD 探头传感器

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 平均化探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 200?°C?[?392?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0020...
            发表于 12-16 07:00 ? 33次 阅读
            CAT-RTD0020 12 MNPT 平均化 RTD 探头传感器

            CAT-RTD0021 带导管盒的平均化 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 平均化探头 元件材料? 铂 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 200?°C?[?392?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0021...
            发表于 12-16 07:00 ? 17次 阅读
            CAT-RTD0021 带导管盒的平均化 RTD 探头

            CAT-RTD0023 带压缩配件的不锈钢 RTD 探头

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 通用探头 元件材料? 铂, 铜, 镍 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0023...
            发表于 12-16 07:00 ? 30次 阅读
            CAT-RTD0023 带压缩配件的不锈钢 RTD 探头

            CAT-RTD0024 不锈钢 RTD 与插头和插孔

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 通用探头 元件材料? 铂, 铜, 镍 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0024...
            发表于 12-16 07:00 ? 20次 阅读
            CAT-RTD0024 不锈钢 RTD 与插头和插孔

            CAT-RTD0026 SS 定长切割 RTD 探头传感器

            看产品文档或联系我们以了解最新的机构审批信息。? 产品类型特性 传感器类型? 通用探头 元件材料? 铂, 铜, 镍 引线导线种类? PTFE 使用环境 最大温度? 250?°C?[?482?°F?] 包装特性 元件包装? 不锈钢 参考编号 TE 内部编号 CAT-RTD0026...
            发表于 12-16 07:00 ? 34次 阅读
            CAT-RTD0026 SS 定长切割 RTD 探头传感器
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