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问:半导体和集成电路在哪些方面适合高压方程式?
问:为什么要将注意力放在高压上? 答:从电厂到终端应用,每一个电压转换步骤都涉及功耗。因此,电力转换是一个黄金机会领域。另外,在其他条件相同的情况下,相较与较高的电压,在输电过程中,较低电压会带来更高比例的功率损耗。由于这些原因,最有效的方法就是,在使用最大限度降低功耗的转换方法对高压进行降压操作前,尽可能地使高压靠近,或者直接进入终端设备。设备和用户附近的高压也需要一些额外的方法对机器和人体进行保护。 问:我们应该专注于什么类型的电源在高压条件下创造更高的效率? 答:开关模式电源(SMPS)在电力转换领域逐渐发展壮大,其因为就在于它们的固有效率要高于传统线性电源设计的效率。然而,改进SMPS设计是一项不会停止的艺术。这些电源在高频时产生电流,必须防止这些高频率传播到系统的深处,以及逃离返回到电源中。此外,电源内运行的灵敏器件容易受到内部阻抗和周围组件干扰的影响。由于这些原因,SMPS解决方案尽可能地将更多的系统集成在内,这样可以帮助降低电源设计的复杂性,并有助于降低制造成本。如果这个解决方案能够将小外形尺寸隔离和功率电路包含在内,那么效果会更好,因为它能够有效地为系统屏蔽外部干扰,并防止高频从系统内迁移到线路上。 问:什么样的新材料在这个领域创造了创新机会?
问:MCM如何能够帮助重新调整高压电源,以适应终端设备内部的电路板? 答:无论何时,如果因为使用了不同工艺进行功能构建,从而使全系统集成过于昂贵或无法实现的话,那么将两个或多个器件集成到MCM中就是一个可行的解决方案。除了节省空间之外,单芯片和MCM解决方案可提高功率密度,并减少对绕组和散热片等无源材料的需要。该解决方案还简化了设计,因为他们消除或最大限度地减少了那些使电源设计很难进行下去的复杂内部阻抗。 问:您如何在SMPS设置中对栅极驱动器和电源开关进行精确控制? 答:全新SMPS设计中的高频率至少需要UCD3138控制器等高性能状态机提供的数字控制。更灵活的设备是C2000™32位微控制器(MCU)。这两款设备通过多种高分辨率脉宽调制(PWM)输出提供可编程定时控制。单个C2000 MCU或UCD3138控制器可以处理多级功率转换的闭环控制和诸如保护、测量和通信等其它系统功能。除了提供精密的计时技术外,这些控制器具有高分辨率模数(A/D)转换器,可快速保护隔离信号测量和高速模拟比较器。创新型软件工具可以帮助电源设计人员了解如何开发数控SMPS系统的闭环控制功能,从而简化从传统的模拟控制方式向数字控制的转换工作。 |
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