发布时间:2021-11-23 阅读量:1180 来源: 芯源系统 发布人: wenwei
【导读】电子产品持续快速发展使高效电源设计的要求也不断提高。教科书中定义的高效转换电路已不能满足市场的实际需求,在额定工作条件下实现高效只是现代市场的其中一个要求。真正具有竞争力的电源设计必须在整个负载和工作电压范围内保持高效,包括在轻载和待机条件之下。
就这一点而言,主流能效监管机构(例如欧盟委员会、ErP / EuP Ready、80 Plus和能源之星)已经制定了产品功耗和效率的相关标准(见图1)。
图1: 主流能效监管机构
大多数标准都提出了在10%至100%额定负载电流范围内的平均效率要求,以及在空载或待机状态下允许的最大功耗要求。实际中,不同的细分市场通常会根据其最终应用做特定的要求。
以下为部分示例:
● 台式计算机通常需要在轻载下长时间运行,因此对它们在低于满载10%的负载条件下运行有特定的效率要求。针对特定的品牌和型号,要求也有所不同。
● 对电视电源来说,最重要的是待机模式下的效率。将一些基本的显示和遥控功能考虑进去,通常要求低于300mW的功耗。
● 电源适配器因为可以与负载完全断开,所以将空载功耗降至最低是最重要的。一些手机适配器的空载功耗甚至可以达到10mW以下。
不过,在产品级电源设计中,效率只是设计人员的多个性能考量和权衡因素之一。任何提高效率的尝试都必须考虑其对其他性能因素的影响,例如纹波、瞬态性能、噪声和EMI。在实际的产品设计过程中,这可能需要进行大量优化工作才能满足不同市场中不同项目的特定要求。
面对如此复杂和多样的需求,为不断更新换代的产品设计电源解决方案变得愈加困难。许多传统的模拟电源解决方案都不具备现代标准要求的灵活性和可调性,而充分利用数字多模式解决方案已成为实现高效电源设计的关键。
HR121x系列产品是MPS的第二代数字PFC + LLC集成控制器,它提供多种控制模式以及出色的设计灵活性,完全可以满足各种市场应用和功率水平的效率和性能需求(见图2) 。
图2: HR121x系列产品中HR1210的典型应用电路
HR121x系列产品集成了高压电流源、安全认证的X电容放电电路和高压PFC + LLC驱动电路。与竞争方案相比,其电路非常简单,几乎不需要外部组件。
另外,HR121x系列产品采用数模混合芯片设计,因此还继承了传统模拟芯片在某些方面的优势,如相应速度、实时峰值电流保护、容性保护、自动死区调节以及开关周期内的其他功能 。
HR121x的数字控制核心结合可重新编辑的存储器,为整体解决方案提供了极大的灵活性。通过UART通信端口配置,可以轻松控制PFC和LLC两级电路之间的协作、不同控制模式之间的切换、关键操作点的切换频率以及保护功能的阈值时间和恢复方法。因此,采用HR121x系列产品的电源设计能够在任意负载条件下灵活地适应不同应用的性能要求(见图3)。
图3: HR121x系列产品的PFC控制模式
HR121x系列产品的PFC控制部分可实现CCM和DCM混合模式运行:
● HR121x系列产品可以在重载条件下完全工作于CCM模式,以最大限度降低峰值电流。
● 在中等负载或高输入电压条件下,可在同一电源频率周期中采用CCM和DCM混合模式工作,以实现开关损耗和峰值电流的最佳平衡。
● 在轻载条件下,HR121x系列产品可以在低频DCM或可调突发模式下运行,以进一步降低开关损耗。
通过HR121x系列产品的内部数字寄存器可以调整不同模式的切换点,从而针对不同的输入电压和负载条件,对效率曲线的每一个部分进行优化。
HR121x系列产品的LLC控制部分采用高级电流模式,相比传统的电压模式,其稳定性和响应速度更佳。此外,HR121x器件根据负载条件分为三种不同的工作模式(参见图4)。
图4: HR121x的LLC控制模式
● 在重载条件下,采用连续谐振模式以确保零电压导通并最小化RMS电流。
● 如果设备在相对轻载条件下进入跳频模式,则会通过插入死区时间来降低等效开关频率,并避免切换到可闻频率范围内。
● 在极轻负载条件下可进入频率可调的突发模式,这样,在进一步降低开关损耗的同时,还可以通过频率控制来调节可闻噪声的影响。
同样,每种模式的切换点和工作状态也可以进行数字调整,以实现效率和可闻噪声之间的最佳平衡。
HR121x产品系列提供的出色解决方案可以满足当今许多应用的效率要求,同时还提供了一流的性能与集成度。 其数字内核为设计人员提供了进一步优化设计的灵活性,完全可以满足当今的电源效率标准,并应对下一代设备新要求所带来的挑战。
免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理。
推荐阅读:
在工业4.0向工业5.0跨越的进程中,自主移动机器人(AMR)正从“效率工具”蜕变为“智慧伙伴”。随着制造业对“以人为本”和“可持续性”的追求升级,AMR的设计核心已从单纯的自动化转向安全性与人机协作的深度融合。然而,高速移动的机械臂、复杂环境中的动态障碍物,以及突发外力冲击,仍对工人安全和设备稳定性构成挑战。如何在提升生产力的同时,让AMR像人类一样“感知风险、快速决策”?安森美(onsemi)通过传感、运动控制与智能照明的系统性创新,为这一难题提供了前瞻性答案。
在万物互联的时代,传感器如同数字世界的“末梢神经”,悄然推动着智能生活的每一次革新。作为MEMS气压传感器领域的革新力量,兆易创新正以颠覆性技术突破行业边界——从实现水下100米精准测量的防水型GDY1122,到功耗低至微安级的节能标杆GDY1121,其产品矩阵以“高精度、高集成、高灵敏度”的硬核实力,攻克复杂环境下的感知难题。在慕尼黑上海电子展的聚光灯下,这家中国芯片企业不仅展示了10ATM防水等级的尖端方案,更通过“3高1低1优”战略,将MEMS传感器推向智能穿戴、工业监测、应急救援等领域的核心舞台。
在各种电子设备中,晶振作为时钟信号的核心元件,其精度直接决定了系统的稳定性。由于石英晶体及周边电路元件受温度变化影响会发生热膨胀和参数漂移,晶振的频率往往随温度波动而偏移,从而影响整体性能。
在购买晶振时,许多客户在挑选晶振的同时,价格肯定希望越低越好,但是在这个价格的基础下,有可能买到劣质的晶振产品或者是不良品。那如何快速辨别晶振的好坏?
恒温晶振(OCXO)与温补晶振(TCXO)是两种用于提升时钟稳定性的关键元件,其核心区别在于工作原理和应用场景。恒温晶振通过内置恒温槽将晶体温度维持在恒定状态,从而将温度波动对频率的影响降至最低,频率稳定度可达±0.005 ppm甚至更高;而温补晶振则依赖温度补偿电路动态调整频率,以抵消环境温度变化带来的影响,其稳定度通常在±0.1 ppm量级。两者在功耗、体积和启动时间上也存在显著差异:恒温晶振因需维持恒温环境,功耗较高(300mA至2A),且需预热才能达到最佳性能,但其长期稳定性更优,适用于卫星导航、基站等精密领域;温补晶振则具有低功耗(毫安级)、快速启动和小型化优势,多用于GPS设备、通信终端等对即用性和成本敏感的场景。总体而言,OCXO以高精度见长,TCXO以性价比取胜,实际选型需根据具体需求权衡。