高壓立異為何如此主要?這是咱們常聽到的疑問，而答案可能會讓你大吃一驚。近來，我與我的搭檔Chris Schairbaum就怎么經(jīng)過高壓立異從頭界說電源辦理的疑問一起撰寫了一篇白皮書。咱們在這篇白皮書中答復(fù)了一些客戶常常詢問有關(guān)高壓的疑問。
問：高壓立異怎么對不斷添加的電力需求發(fā)生影響?
答：高壓立異旨在進(jìn)步電力傳輸和變換的功率，然后下降電源和終端設(shè)備之間的功耗。這些立異帶來發(fā)電方式的改動，例如，引進(jìn)了可再生能源，而且提升了電機(jī)和致冷設(shè)備等耗電量較大設(shè)備的節(jié)約用電功用。一切這一切使能效穩(wěn)步上升，然后下降本錢，而且削減溫室氣體排放。
問：半導(dǎo)體和集成電路在哪些方面合適高壓方程式?
答：領(lǐng)先的半導(dǎo)體元件是讓發(fā)電、輸電和電力運用愈加高效的最主要技能之一，而且這項技能還在不斷發(fā)展中。用集成電路(IC)完成的智能操控和碳化硅、氮化鎵等全新功率半導(dǎo)體資料的運用能夠用最小的損耗完成電力變換和辦理。此外，智能集成電路硬件能夠在電網(wǎng)、工廠、住所、轎車和別的體系中完成通訊功用，而且愈加高效地監(jiān)測和操控體系的電力運用量。此外，作為電源和電池充電器的主干，電源集成電路是完成便攜式電子設(shè)備迅速遍及增加的一個主要因素，在進(jìn)步功率的一起，也帶來了便利性。

“一切這一切使能效穩(wěn)定上升，然后下降本錢，而且削減溫室氣體排放?！?/span>
問：為何要將注意力放在高壓上?
答：從電源到終端使用，每一個電壓變換過程都觸及功耗。因而，電力變換是一個黃金時機(jī)范疇。另外，在別的條件相同的情況下，與較高電壓相較而言，在輸電過程中，較低電壓會帶來更高份額的功率損耗。由于這些因素，最有用的辦法即是，在運用最大極限下降功耗的變換辦法對高壓進(jìn)行降壓操作前，盡可能地使高壓接近，或許直接進(jìn)入終端設(shè)備。設(shè)備和用戶鄰近的高壓也需求一些額定的辦法對機(jī)器和人體進(jìn)行維護(hù)。
問：為了在高壓條件下發(fā)明更高的功率，咱們應(yīng)當(dāng)注意啥類型的電源?
答：開關(guān)形式電源(SMPS)在電力變換范疇逐步發(fā)展壯大，其因素在于它們的固有用率要高于傳統(tǒng)線性電源規(guī)劃的功率。但是，改善SMPS規(guī)劃是一項不會中止的藝術(shù)。這些電源在高頻時發(fā)生電流，有必要避免這些高頻率傳播到體系的深處，以及逃離回到電源中。此外，電源內(nèi)運行的活絡(luò)器材簡單遭到內(nèi)部阻抗和周圍組件攪擾的影響。由于這些因素，SMPS解決方案盡可能將更多的體系集成在內(nèi)，這樣能夠協(xié)助下降電源規(guī)劃的雜亂性，并有助于下降制作本錢。假如這個解決方案能夠?qū)⑿⊥庑纬叽绲淖韪艉凸β孰娐钒ㄔ趦?nèi)，那么作用會非常好，由于它能夠有用地為體系屏蔽外部攪擾，并避免高頻從體系內(nèi)遷移到線路上。
問：啥樣的新資料在這個范疇供給立異時機(jī)?
答：制作商正將目光轉(zhuǎn)向氮化鎵(GaN，構(gòu)建在硅基板上)和碳化硅(SiC)等新資料，以便在高電壓條件下完成更快的開關(guān)速度和更高功率。除了開發(fā)很多的硅基解決方案外，TI還開發(fā)了數(shù)款對于GaN開關(guān)的柵極驅(qū)動器，而且開端引進(jìn)高檔多芯片模塊(MCM)，這些模塊既包括柵極驅(qū)動器，又包括GaN電源開關(guān)。
“從電源到終端使用，每一個電壓變換過程都觸及功耗。因而，電力變換是一個黃金時機(jī)范疇?！?/span>
問：MCM怎么能夠協(xié)助從頭調(diào)整高壓電源，以習(xí)慣終端設(shè)備內(nèi)部的電路板?
答：無論何時，假如由于運用了不一樣工藝進(jìn)行功用構(gòu)建，然后使全體系集成過于貴重或無法完成的話，那么將兩個或多個器材集成到MCM中即是一個可行的解決方案。除了節(jié)省空間以外，單芯片和MCM解決方案可進(jìn)步功率密度，并削減對繞組和散熱片等無源資料的需求。該解決方案還簡化了規(guī)劃，由于它們消除或最大極限地削減那些使電源規(guī)劃很難進(jìn)行下去的雜亂內(nèi)部阻抗。
問：怎么在SMPS設(shè)置中對柵極驅(qū)動器和電源開關(guān)進(jìn)行準(zhǔn)確操控?
答：全新SMPS規(guī)劃中的高頻率最少需求UCD3138操控器等高功用狀態(tài)機(jī)供給的數(shù)字操控。更靈敏的設(shè)備是C2000?32位微操控器(MCU)。這兩款設(shè)備經(jīng)過多種高分辨率脈寬調(diào)制(PWM)輸出供給可編程守時操控。單個C2000 MCU或UCD3138操控器能夠處理多級功率變換的閉環(huán)操控和比如維護(hù)、丈量和通訊等其它體系功用。除了供給精細(xì)的計時技能外，這些操控器具有高分辨率模數(shù)(A/D)變換器，可迅速維護(hù)阻隔信號丈量和高速模仿對比器。立異型軟件東西能夠協(xié)助電源規(guī)劃人員了解怎么開發(fā)數(shù)控SMPS體系的閉環(huán)操控功用，然后簡化從傳統(tǒng)的模仿操控方式向數(shù)字操控的變換作業(yè)。

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