المصدر: ADI

(على سبيل المثال، CISPR 32 و CISPR 25) أدت محدودة وصعبة جدا مساحة اللوحة تقلص، وكذلك دورات تصميم ضيقة صارمة مواصفات التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) هذه القيود للحصول على الكفاءة العالية والأداء الحراري الجيد للامدادات الطاقة. طوال دورة تصميم، تصاميم إمدادات الطاقة الأساسية وعادة ما تكون في المراحل النهائية من عملية التصميم، تحتاج المصممين للعمل في ضغط السلطة المعقد في الفضاء أكثر إحكاما، الأمر الذي يجعل المشكلة أكثر تعقيدا، محبط للغاية. لاستكمال التصميم في الوقت المحدد، إلا أن تقديم بعض التنازلات من حيث الأداء، وترك المشكلة إلى اختبار والتحقق من صحة الروابط للتعامل معها. بسيطة، والحلول عالية الأداء وثلاثة أبعاد عادة متضاربة اعتبارات: أولويات واحد أو اثنين فقط، والتخلي عن الثلث، وخاصة عند تصميم اقتراب الموعد النهائي. تضحية ببعض الأداء يصبح شائعا، في الواقع، فإنه لا ينبغي أن يكون عليه الحال.

توضح هذه الورقة مشاكل خطيرة في الأنظمة المعقدة الإلكترونية إيصال الطاقة: وهي EMI، يشار إلى الضوضاء. سوف السلطة توليد EMI، ويجب التصدي لها، ثم ما هو السبب الجذري للمشكلة؟ عادة ما تدابير التخفيف؟ توضح هذه المقالة استراتيجية الحد من EMI، اقترحنا حلا التي يمكن أن تقلل EMI، والحفاظ على كفاءة وامدادات الطاقة في مساحة محدودة من الحلول لحل.

ما هو EMI؟

EMI هي إشارات كهرومغناطيسية قد تتداخل مع أداء النظام. هذا التدخل من جانب الحث الكهرومغناطيسي أو اقتران الكهربائي يؤثر على حلبة التوصيل. ومن السيارات، والطبية، واختبار والشركة المصنعة للمعدات القياس، يشكل تحديا تصميم مفتاح. العديد المذكورة أعلاه القيود وزيادة متطلبات الأداء من امدادات الطاقة (زيادة كثافة الطاقة، وارتفاع التيار والتردد العالي التبديل) لن يؤدي إلا إلى آثار EMI، وبالتالي تحتاج إلى حلول للحد من EMI. تتطلب العديد من الصناعات يجب أن تتحقق المعايير EMI، إذا لم تؤخذ في الاعتبار في مرحلة التصميم، وسوف تؤثر تأثيرا خطيرا الوقت إلى السوق.

EMI نوع اقتران

EMI مصدر تدخل ونظام استقبال الالكترونيات (أي بعض عناصر النظام الإلكتروني) المشاكل الناجمة عن اقتران. EMI يمكن تصنيف المتوسطة اقترانها على النحو التالي: التوصيل أو الإشعاع.

موصل EMI (التردد المنخفض، 450 كيلو هرتز إلى 30  ميغاهيرتز)

أجرى EMI اتصال conductively عبر عنصر طفيلي يقترن إلى مقاومة، والسلطة والأرض. انتقال الضوضاء إلى جهاز آخر أو الدائرة عن طريق التوصيل. أجرى EMI يمكن تقسيمها الى مزيد من الضجيج والضوضاء وضع المشتركة وضع التفاضلية.

المشترك وضع الضوضاء التوصيل من خلال السعة الطفيلية وعالية DV / دينارا (C DV / دينارا). وهذه هي السعة الطفيلية على طول إشارة الإرسال مسار التعسفية (إيجابية أو سلبية) إلى GND من خلال، كما هو مبين في الشكل.

ويجري الضوضاء الفرق من خلال الحث الطفيلية (اقتران المغناطيسي) وعالية دي / دينارا (L دي / دينارا).

1. FIG التفاضلية والضوضاء وضع المشتركة.

المشعة EMI (عالية التردد، 30  ميغاهيرتز إلى 1 غيغاهرتز)

ينتقل المشعة EMI بطريقة لاسلكية إلى جهاز تحت الاختبار من خلال الطاقة الضوضاء المجال المغناطيسي. في إمدادات الطاقة التبديل، والضجيج هو نتيجة لارتفاع دي / دينارا واقتران الحث الطفيلية. والضوضاء الإشعاع يؤثر على الأجهزة المجاورة.

مراقبة تكنولوجيا EMI

ما هي الطريقة النموذجية لحل المشاكل المتعلقة EMI إمدادات الطاقة هو؟ أولا، EMI مشكلة. قد يبدو هذا واضحا جدا، ولكن لتحديد ظروفها المحددة يمكن أن يكون وقتا طويلا جدا لأنه يتطلب استخدام EMI غرفة الاختبار (ليس في كل مكان هناك)، حتى أن الطاقة الكهرومغناطيسية التي تولدها امدادات الطاقة لقياس وتحديد ما إذا كانت الطاقة الكهرومغناطيسية بما يتماشى مع EMI المعايير.

اختبار الفرضية، قوة سيجلب مشاكل EMI، بعد ذلك سوف يكون عملية الوجه للحد من EMI من قبل مجموعة متنوعة من الاستراتيجيات المعايرة التقليدية، بما في ذلك:

• التخطيط الأمثل: الحرص على تحديد المكونات تخطيط وامدادات الطاقة المناسبة لا تقل أهمية. نجاح تخطيط يعتمد إلى حد كبير على مستوى تجربة من المصممين امدادات الطاقة. هو عملية متكررة لتحسين تخطيط الطبيعة، من ذوي الخبرة المصممين امدادات الطاقة للمساعدة في تقليل عدد التكرارات من أجل تجنب التأخير وتوليد تكاليف التصميم إضافية. والسؤال هو: موظفي الداخلية في كثير من الأحيان لا يكون لهذه التجارب.

• العازلة: توفر بعض المصممين البصمة سوف تقدم التخطيط ودائرة عازلة بسيطة (عقدة التحول إلى GND من مرشح RC بسيط). وهذا يمكن أن قمع رنين عقدة التبديل (عامل واحد ولدت EMI)، ولكن هذه التكنولوجيا يؤدي إلى زيادة البلى، مما أدى إلى تأثير سلبي على كفاءة.

• حواف أبطأ: يمكن الحد من عقدة التحول يقلل أيضا من بوابة حلقة بدوره على يتحقق معدل عدد كبير. للأسف، على غرار المنطقة العازلة، وهذا سيكون له تأثير سلبي على كفاءة النظام بأكمله.

• انتشار الطيف (سكين سبليز): توفر الطاقة المنظمين تبديل العديد من ADI في هذه الميزة، فإنه يساعد على تصميم المنتجات من خلال معايير الاختبارات الصارمة EMI. التكنولوجيا المستخدمة سكين سبليز ضمن نطاق معروف (على سبيل المثال، عموديا مبرمجة FSW تردد نطاق الاختلاف 10) لقيادة التحول تردد على مدار الساعة والتضمين. وهذا يساعد على تعيين ذروة الطاقة الضوضاء على نطاق وتردد على نطاق أوسع.

• المرشحات وأقنعة: وتصفية ودرع تأخذ دائما الكثير من التكلفة والفضاء. كما أنها تجعل مجمع الإنتاج.

جميع تدابير الرقابة المذكورة أعلاه يمكن أن تقلل من الضوضاء، ولكن يعيبها أنها. السلطة تصميم العرض للحد من الضوضاء عادة ما تكون قادرة على حل المشكلة تماما، ولكن من الصعب تحقيقه. الصمت Switcher من ADI والصمت الجلاد 2 المنظمون المنظمون في نهاية المطاف إلى تحقيق مستوى منخفض الضوضاء، مما يلغي الحاجة لتصفية إضافية، التدريع، أو عدد كبير من التكرارات التخطيط. كما أن الحاجة إلى تدابير مضادة مكلفة لتسريع الوقت إلى تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف السوق و.

للحد من حلقة الحالية

للحد من EMI، لا بد من تحديد الدوائر إمدادات الطاقة في الدائرة الحرارية (عالية دي / دينارا الدائرة) والحد من آثارها. الدائرة الحرارية هو مبين في الشكل. في دورة القياسية للتحويل باك، عندما يتم تشغيل M1 و M2 قبالة، يتدفق التيار المتردد على طول الأزرق حلقة. M1 و M2 في افتتاح أغلقت الفترة، يتدفق التيار على طول الأخضر حلقة. الدائرة EMI تنتج أعلى الرؤية ليست بديهية تماما، ولا الخضراء ولا الزرقاء الدائرة حلقة، ولكن إجراء الكامل بالتناوب التبديل الحالي (التحول من الصفر إلى IPEAK، ثم يعود مرة أخرى إلى الصفر) الدائرة الأرجواني. وتسمى هذه الدائرة الدائرة الحرارية، لأنه أكبر تبادل الطاقة وEMI.

سبب الضجيج الكهرومغناطيسي ورنين منظم التبديل هو دائرة التحول في الحارة دي عالية / دينارا والحث الطفيلية. للحد من EMI وتحسين وظيفة، والحاجة للحد من آثار الإشعاع حلقة الأرجواني. اضطراب الإشعاع الكهرومغناطيسي يزيد زيادة مساحتها الدائرة الحرارية، لذلك، إذا كان ذلك ممكنا، للحد من مساحة الدائرة الحرارية PC إلى الصفر، والصفر مقاومة باستخدام مكثف مثالية يمكن أن تحل المشكلة.

2. FIG تحويل باك الحرارة الدائرة

الصمت الجلاد الضغط استقرار باستخدام ضوضاء منخفضة

المجال المغناطيسي تعويض

على الرغم من أنه من المستحيل القضاء نهائيا على منطقة حلقة الحرارية، ولكن يمكننا حرارة حلقة في حلقتين من العكس قطبية. هذا المجال المحلي يمكن تشكيل كفاءة هذه الحقول يمكن أن تلغي بعضها البعض بشكل فعال في أي موقف بعيدا عن IC. هذا هو مفهوم المنظمين الصامت الجلاد وراء.

إلغاء الحقل الشكل 3. الصامت الجلاد المنظم.

تبديل الآخر رقاقة الأسلاك الرابطة

طريقة أخرى لتحسين EMI هو تقصير سلك حلقة الحرارة. ويمكن تحقيق ذلك عن طريق التخلي عن الطريقة التقليدية من الأسلاك الرابطة التي تربط رقاقة لدبابيس الحزمة. الوجه رقاقة في مجموعة من السيليكون، ودعامة إضافية النحاس. بتقصير المسافة من السنين الحزمة والسعة FET المدخلات الداخلية إلى مزيد من تضييق دائرة الحرارية.

FIG 4. LT8610 التخطيطي الأسلاك الرابطة تفكيكها.

5. FIG الوجه رقاقة مع عمود النحاس.

الصمت الجلاد والجلاد الصمت 2

الصمت الجلاد الشكل 6. تطبيق نموذجي تخطيطي مظهره على PCB.

الشكل 6 يظهر تطبيق نموذجي باستخدام الصامت الجلاد منظم، ويمكن تحديد السعة المدخلات التي كتبها متناظر على كلا دبابيس الإدخال. التخطيط مهم جدا في هذا السيناريو، لأنه يتم ترتيب المتطلبات التقنية الصامت الجلاد هذه السعة المدخلات بشكل متناظر وقت ممكن، من أجل لعب مباريات موازنة ميزة. خلاف ذلك، فإنها ستفقد التكنولوجيا ميزة SilentSwitcher. بطبيعة الحال، فإن السؤال هو كيفية ضمان تصميم السليم والتخطيط لعملية الإنتاج بأكملها. الجواب الصامت الجلاد 2 منظم.

الصمت الجلاد 2

الصمت الجلاد 2 منظم يمكن زيادة خفض EMI. بواسطة VIN مكثف السعة، وتعزيز INTVCC مكثف) متكاملة LQFN في حزمة، والقضاء على أداء EMI للتخطيط PCB حساس المقاومة التي يمكن وضعها في أقرب وقت ممكن إلى دبوس. جميع الدوائر والأرض طبقات الحرارية في الداخل، والتي من شأنها أن تقلل EMI، وحل مجموع انبعاثات حل المحاسبة أصغر.

FIG 7. الصامت الجلاد تطبيق الصامت الجلاد 2 رسم تخطيطي لكتلة من التطبيق.

8. FIG مختومة إلى LT8640S الصامت الجلاد 2 منظم.

قد الصمت الجلاد 2 التكنولوجيا أيضا تحسين الأداء الحراري. إن تعددية حجم كبير على LQFN الأرض حزمة الوجه رقاقة من خلال الحزمة إلى لوحة PCB كشفت الحرارة. القضاء على ارتفاع مقاومة الأسلاك الرابطة قد تزيد من تحسين كفاءة التحويل. عندما EMI اختبار الأداء في التقدم، LT8640S قاء CISPR25 Class5 حدود الذروة، ولها هامش كبير.

المنظمين Module الصامت الجلاد

مع تطور المعرفة والخبرة في محفظة الصامت الجلاد الحصول عليها واستخدامها جنبا إلى جنب مع مجموعة واسعة من المنتجات Module والمنتجات إمدادات الطاقة الحالية التي نقدمها سهلة التصميم، في حين تلبية متطلبات الطاقة لبعض المؤشرات الهامة، بما في ذلك الأداء الحراري والموثوقية والدقة والكفاءة والأداء EMI ممتازة.

LTM8053 هو مبين في الشكل. 9 يدمج عددا من العناصر السلبية الأخرى اللازمة لإلغاء الحقل يمكن تنفيذها في اثنين من المكثفات المدخلات وامدادات الطاقة. جميع من خلال 6.25 ملم 9 ملم حزمة BGA 3.32 ملم تنفيذها، بحيث يمكن للعملاء حضور لبقية تصميم لوحات الدوائر الالكترونية.

FIG 9. LTM8053 الصامت الجلاد EMI رقاقة العارية والنتائج.

المنظمون يزيل LDO - الطاقة دراسة حالة

يتطلب نموذجية عالية السرعة ADC العديد من القضبان الجهد، وبعضها لديها منخفضة جدا الضوضاء الجهد ورقة بيانات السكك الحديدية ADC لتحقيق أعلى مستوى من الأداء. من أجل تحقيق التوازن بين الكفاءة العالية، وصغر حجمها وانخفاض مستوى الضجيج مساحة اللوحة، والحل المقبولة عموما هو تبديل السلطة إلى آخر LDO منظم دمج استخدام، كما هو موضح في الشكل (10). التحول المنظم لتحقيق كفاءة أعلى مع ارتفاع نسبة تنحى، ولكن الضجيج هو أيضا كبير نسبيا. منخفضة الضوضاء LDO كفاءة وظيفة منظم منخفضة نسبيا، ولكن أكثر من ذلك يمكن أن تمنع التوصيل ولدت الضجيج من قبل منظم التبديل. يتم تقليل LDO آخر منظم إلى أقصى حد ممكن نسبة أسفل يحسن الكفاءة. هذا المزيج يمكن أن يؤدي إلى إمدادات الطاقة النظيفة، بحيث ADC قيد التشغيل في ذروة الأداء. والمشكلة هي أن التخطيط للتعددية المنظمين جعل معقدة أكثر، وLDO آخر منظم قد يسبب مشاكل تبديد الحرارة في حمولة عالية.

الشكل 10. تصميم امدادات الطاقة نموذجية AD9625 ADC.

تصميم هو مبين في الشكل 10 يتطلب بوضوح بعض المقايضات. في هذه الحالة، وانخفاض مستوى الضجيج هو مسألة ذات أولوية، والفضاء كفاءة والمجلس يجب تقديم بعض التنازلات. ولكن ربما يحتاج لا يكون الأمر كذلك. الصمت الجلاد Module أحدث جيل من انخفاض الضوضاء التحول المنظم مرحلة تصميم الجهاز وحزمة uModule دمج ويمكن تصميم بسهولة مع تحقيق الهدف من الكفاءة العالية، وصغر حجمها وانخفاض مستوى الضجيج. هذه المنظمين تقليل ليس فقط مساحة اللوحة، ولكن أيضا لتحقيق التدرجية، ويمكن استخدام Module منظم وافر من القضبان الجهد، ومزيد من توفير مساحة والوقت. 11 يبين الشكل بديل لاستخدام قوة شجرة LTM8065 الصامت الجلاد Module منظم المحرك لADC.

الرقم 11. الصامت الجلاد Module منظم القدرة على AD9625، قد يكون حل موفر للمساحة.

وكانت هذه التصاميم اختبار نسبيا بعد بعضها البعض. ADI نشرت مؤخرا مقالا عن استخدام وأداء ADC الرقم 10 الرقم 11 قوة تصاميم العرض تم اختبار ومقارنة. وتشمل الاختبارات تكوينات الثلاثة التالية:

• استخدام مفاتيح ويتم تكوين LDO منظم لتزويد ADC القياسية.

• استخدام القوة LTM8065 ADC مباشرة، دون مزيد من التصفية.

• استخدام LTM8065 والإضافي الناتج مرشح LC، المزيد من تنقية الانتاج.

LTM8065

• كاملة تنحى طريقة التحويل امدادات الطاقة

• انخفاض مستوى الضجيج العمارة الصامت Switcher

• مجموعة واسعة المدخلات الجهد: 3.4V إلى 40V

• الناتج الجهد واسعة المدى: 0.97V إلى 18V

• خرج مستمر 2.5A الحالي، 3.5A الذروة

• تردد التبديل اختيار: 200KHZ ل3MHz

• تزامن الخارجي

• برمجة لينة بداية

• بنفايات متوافقة ضئيلة، ومسطحة 6.25mm 6.25mm س س 2.32mm BGA حزمة

وأظهرت نتائج قياس SFDR وSNRFS، LTM8065 ADC يمكن استخدامها لقوة مباشرة، و لا يؤثر على أداء ADC. ميزة أساسية من هذا التجسيد هو أن جدا الحد من عدد من العناصر، مما يزيد من الكفاءة والإنتاج يبسط ويقلل من البصمة من لوحات الدوائر الالكترونية.

ملخص

باختصار، وأكثر حاجة التصميم على مستوى النظام لتلبية المعايير أكثر صرامة، وأقصى فائدة ممكنة من وحدات تصميم إمدادات الطاقة تصبح حرجة، خصوصا في الخبرة تصميم إمدادات الطاقة محدودة من هذا الوضع. بما أن العديد من قطاعات السوق تتطلب يجب أن يتم تصميم هذا النظام لتلبية أحدث المتطلبات التنظيمية لEMI، وبالتالي فإن التكنولوجيا الصامت الجلاد المستخدمة في تصميم صغير الحجم، وModule منظم مع ميزات سهلة الاستخدام، يمكنك جدا اختصار الوقت إلى السوق، في حين أيضا توفير مساحة اللوحة.

ميزة منظم الصمت الجلاد Module

• تخطيط PCB توفير الوقت تصميم (لا حاجة لإعادة تصميم لوحات الدارات الكهربائية إلى حل مشكلة الضوضاء).

• لا مرشح EMI إضافية (توفير التكاليف مساحة اللوحة ومكوناتها).

• الحد من الاحتياجات الداخلية خبير الضوضاء التصحيح امدادات الطاقة.

• ويوفر كفاءة عالية على نطاق تردد التشغيل نطاق واسع.

• الضوضاء حساس عندما يكون الجهاز نوع إمدادات الطاقة، ودون استخدام بعد منظم LDO

• تقصير دورة التصميم.

• صغيرة بقدر الإمكان لتحقيق كفاءة عالية من مساحة اللوحة.

• الخواص الحرارية جيدة.

وأوصت البيانات:

"الأجهزة التناظرية، والدوائر إشارة جمع (4)"

انقر على " قراءة النص الأصلي "اتخذت الحرة بعيدا، فنحن نرحب بك!

"عدي الدائرة المرجعية (القسم 4)" من قبل الدوائر التطبيق، والتي تغطي الأجهزة وقياس والرعاية الطبية والأمن والمراقبة، وبناء التكنولوجيا، تطبيقات السيارات، الالكترونيات الاستهلاكية، التحكم في المحركات والطاقة، والطاقة، والفضاء والدفاع، عملية السيطرة والأتمتة الصناعية، والاتصالات ...... الدائرة بينهم حوالي 80 نماذج، هو بالتأكيد كتاب مرجعي عند تصميم الدوائر الخاصة بك!

هذا الكتاب يقدم المهندسين ADI شارك شخصيا في تصميم واختبار والتحقق من دائرة المرجعية. هذه الدائرة إشارة، يمكنك حجز المنتجات بسرعة وأمان جنبا إلى جنب. هذه الدوائر توفر الحلول للعديد من التطبيقات المشتركة، وتشمل كل دائرة وثائق مفصلة تصميم، والتغيرات الدائرة المشتركة ومزيد من المعلومات، وظيفة الدائرة وتم التحقق من أداء الأجهزة!

A

BOUT CFTL

حول الدائرة إشارة ADI

ADI تصميم الدوائر إشارة عادة ما تستخدم كحلول منفصلة، أو استخدامها لبناء الدوائر أكثر تعقيدا والنظم الفرعية. خبراء تطبيق ADI في بناء وأداء وظيفي واختبار الأداء، شريطة:

• وثائق شاملة

• تصميم والتكامل كاملة الملفات

• الأجهزة تقييم اختبار المصنع

> > > >

لماذا ADI الدائرة المرجعية هي فريدة من نوعها؟

مع ADI العديد من التطبيقات الخبرة في حل مجموعة متنوعة من التناظرية، RF ومختلط إشارة تحديات التصميم. تصميم الدوائر، وبناؤها واختبارها من قبل الخبراء لضمان أداء وظيفة. منخفضة التكلفة الأجهزة منصة التقييم يمكن تحقيق المزيد من التنمية والنماذج الأولية السريعة. وثائق كاملة وملفات التصميم لتبسيط تطبيق المعرفة، والحد من مشاكل نظام التكامل أقصى حد.

> > > >

ما حلبة ADI إشارة يمكن أن نفعله لك؟

• الأجهزة يمكن أن تحقق

• تصميم النظام المرن

• البرامج حظة التطبيق

• FPGA وMCU النماذج الأولية السريعة

• تصميم والملفات التكامل الدعم

• الخطط، والتخطيط، BOM تحميل

• رمز لتطوير برنامج تشغيل لينكس

• تبسيط تطبيق التكامل

• الوثائق المتاحة

• الخبرة التطبيق

• علم وظائف الدائرة

• يتم التحقق من صحة بيانات الأداء واختبار

الدائرة تصميم كتابك الخاص، وليس سريع لاتخاذ بعيدا؟ !