電源設(shè)計(jì)電路
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電源設(shè)計(jì)電路的視頻教程
Ansys Lumerical光子集成電路PIC 有源器件的設(shè)計(jì)與仿真
光子集成電路(Photonic Integrated Circuit, PIC) 由于具備可實(shí)現(xiàn)高速光電轉(zhuǎn)換、高頻寬、低損耗等特性，并且可以大幅縮減模組尺寸及成本，是未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 Ansys Lumerical 為設(shè)計(jì)人員提供高性能光子模擬軟體，提供專(zhuān)門(mén)用于光子器件、電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模擬環(huán)境。
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電源設(shè)計(jì)電路的實(shí)例教程
電源口防雷電路設(shè)計(jì)需要注意的因素
防雷電路的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)定的防護(hù)等級(jí)要求，且防雷電路的殘壓水平應(yīng)能夠保護(hù)后級(jí)電路免受損壞。
在遇到雷電暫態(tài)過(guò)電壓作用時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有足夠快的動(dòng)作響應(yīng)速度，即能盡早的動(dòng)作限壓和旁路泄流。
防雷電路加在饋電線(xiàn)路上，不應(yīng)影響設(shè)備的正常饋電。例如，采用串聯(lián)式電源防雷電路時(shí)，防雷電路應(yīng)可通過(guò)設(shè)備滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)的電流并有一定的裕量。
防護(hù)電路在系統(tǒng)的最高工作電壓時(shí)不應(yīng)動(dòng)作。通常在交流回路中，防護(hù)電路的動(dòng)作電壓是交流工作電壓有效值的2.2～2.5倍，在直流回路中，防護(hù)電路的動(dòng)作電壓是直流額定工作電壓的1.8～2倍。
防雷電路加在饋電線(xiàn)路上，不應(yīng)給設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。例如，應(yīng)避免由于電路設(shè)計(jì)不當(dāng)而使防雷電路存在著火等安全隱患。
在整個(gè)饋電通路上存在多級(jí)防雷電路時(shí)，應(yīng)注意各級(jí)防雷電路間有良好的配合關(guān)系，不應(yīng)出現(xiàn)后級(jí)防雷電路遭到雷擊損壞而前級(jí)防雷電路完好的情況。
防雷電路應(yīng)具有損壞告警、遙信、熱容和過(guò)流保護(hù)功能，并具有可替換性。
下面分別給出交流電源口和直流電源口的防雷電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
交流電源口防雷電路設(shè)計(jì)
1
交流電源口防雷電路
交流電源口防雷電路
上圖是一個(gè)兩級(jí)的交流電源口防護(hù)電路：
G1和G2為氣體放電管
Rvz1～Rvz6為壓敏電阻
F1和F2為空氣開(kāi)關(guān)
F3和F4為保險(xiǎn)
L1和L2是退耦電感。
電路原理簡(jiǎn)述如下：
第1級(jí)防雷電路為具有共模和差模保護(hù)的電路，差模保護(hù)采用的壓敏電阻。共模保護(hù)采用壓敏電阻和氣體放電管串聯(lián)。第1級(jí)防雷電路的通流能力較高，通常在幾十kA（8/20us）。
展開(kāi) 射頻(RF)電路的電路板布局應(yīng)在理解電路板結(jié)構(gòu)、電源布線(xiàn)和接地的基本原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行。本文探討了相關(guān)的基本原則，并提供了一些實(shí)用的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的電源布線(xiàn)、電源旁路和接地技術(shù)，可有效提高 RF設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)。考慮到實(shí)際設(shè)計(jì)中PLL 雜散信號(hào)對(duì)于電源耦合、接地和濾波器元件的位置非常敏感，本文著重討論了有關(guān) PLL 雜散信號(hào)抑制的方法。為便于說(shuō)明問(wèn)題，本文以 MAX2827 802.11a/g收發(fā)器的 PCB布局作為參考設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì) RF電路時(shí)，電源電路的設(shè)計(jì)和電路板布局常常被留到了高頻信號(hào)通路的設(shè)計(jì)完成之后。對(duì)于沒(méi)有經(jīng)過(guò)認(rèn)真考慮的設(shè)計(jì)，電路周?chē)?em>電源電壓很容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出和噪聲，這會(huì)進(jìn)一步影響到 RF電路的性能。合理分配 PCB的板層、采用星型拓?fù)涞?Vcc引線(xiàn)（如圖1所示），并在 Vcc引腳加上適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙荩瑢⒂兄诟纳葡到y(tǒng)的性能，獲得最佳指標(biāo)。
圖 1：星型拓?fù)涞?Vcc布線(xiàn)
電源布線(xiàn)和旁路的基本原則
明智的 PCB板層分配便于簡(jiǎn)化后續(xù)的布線(xiàn)處理，對(duì)于一個(gè)四層 PCB板(WLAN
中常用的電路板)，在大多數(shù)應(yīng)用中用電路板的頂層放置元器件和 RF引線(xiàn)，第二層作為系統(tǒng)地，電源部分放置在第三層，任何信號(hào)線(xiàn)都可以分布在第四層。第二層采用連續(xù)的地平面布局對(duì)于建立阻抗受控的 RF信號(hào)通路非常必要，它還便于獲得盡可能短的地環(huán)路，為第一層和第三層提供高度的電氣隔離，使得兩層之間的耦合最小。當(dāng)然，也可以采用其它板層定義的方式(特別是在電路板具有不同的層數(shù)時(shí))，但上述結(jié)構(gòu)是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的一個(gè)成功范例。
大面積的電源層能夠使 Vcc布線(xiàn)變得輕松，但是，這種結(jié)構(gòu)常常是引發(fā)系統(tǒng)性
能惡化的導(dǎo)火 索，在一個(gè)較大平面上把所有電源引線(xiàn)接在一起將無(wú)法避免引腳之間的噪聲傳輸。反之，如果使用星型拓?fù)鋭t會(huì)減輕不同電源引腳之間的耦合。
展開(kāi) 設(shè)計(jì)中的Q5和Q4可以提供溫度補(bǔ)償，這是由于每個(gè)三極管中的VBE溫度變化都可以彼此抵消。二極管D8和D9不是必需的器件，但可用于降低Q1中的功率耗散，從而無(wú)需在設(shè)計(jì)添加散熱片。
該電路只對(duì)兩個(gè)電壓之間的相對(duì)差異作出反應(yīng)，在滿(mǎn)載和輕負(fù)載條件下基本不起作用。由于并聯(lián)穩(wěn)壓器是從5V輸出端連接到3.3V輸出端，因此與接地的并聯(lián)穩(wěn)壓器相比，該電路的有源耗散可以降低66%。其結(jié)果是在滿(mǎn)載時(shí)保持高效率，從輕負(fù)載到無(wú)負(fù)載的功耗保持較低水平。
四
采用StackFET的高壓輸入開(kāi)關(guān)電源使用三相交流電進(jìn)行工作的工業(yè)設(shè)備常常需要一個(gè)可以為模擬和數(shù)字電路提供穩(wěn)定低壓直流電的輔助電源級(jí)。此類(lèi)應(yīng)用的范例包括工業(yè)傳動(dòng)器、UPS系統(tǒng)和能量計(jì)。
此類(lèi)電源的規(guī)格比現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)關(guān)所需的規(guī)格要嚴(yán)格得多。不僅這些應(yīng)用中的輸入電壓更高，而且為工業(yè)環(huán)境中的三相應(yīng)用所設(shè)計(jì)的設(shè)備還必須容許非常寬的波動(dòng)—包括跌落時(shí)間延長(zhǎng)、電涌以及一個(gè)或多個(gè)相的偶然丟失。而且，此類(lèi)輔助電源的指定輸入電壓范圍可以達(dá)到57 VAC至580 VAC之寬。
設(shè)計(jì)如此寬范圍的開(kāi)關(guān)電源可以說(shuō)是一大挑戰(zhàn)，主要在于高壓MOSFET的成本較高以及傳統(tǒng)的PWM控制環(huán)路的動(dòng)態(tài)范圍的限制。StackFET技術(shù)允許組合使用不太昂貴的、額定電壓為600V的低壓MOSFET和Power Integrations提供的集成電源控制器，這樣便可設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單便宜并能夠在寬輸入電壓范圍內(nèi)工作的開(kāi)關(guān)電源。
采用StackFET技術(shù)的三相輸入3W開(kāi)關(guān)電源
該電路的工作方式如下：電路的輸入端電流可以來(lái)自三相三線(xiàn)或四線(xiàn)系統(tǒng)，甚至來(lái)自單相系統(tǒng)。三相整流器由二極管D1-D8構(gòu)成。電阻R1-R4可以提供浪涌電流限制。如果使用可熔電阻，這些電阻便可在故障期間安全斷開(kāi)，無(wú)需單獨(dú)配備保險(xiǎn)絲。
展開(kāi) 我們經(jīng)常看到很多非常經(jīng)典的運(yùn)算放大器應(yīng)用圖集，但是這些應(yīng)用都建立在雙電源的基礎(chǔ)上，很多時(shí)候，電路的設(shè)計(jì)者必須用單電源供電，但是他們不知道該如何將雙電源的電路轉(zhuǎn)換成單電源電路。在設(shè)計(jì)單電源電路時(shí)需要比雙電源電路更加小心，設(shè)計(jì)者必須要完全理解這篇文章中所述的內(nèi)容。
1．1 電源供電和單電源供電
所有的運(yùn)算放大器都有兩個(gè)電源引腳，一般在資料中，它們的標(biāo)識(shí)是VCC＋和VCC－，但是有些時(shí)候它們的標(biāo)識(shí)是VCC＋和GND。這是因?yàn)橛行?shù)據(jù)手冊(cè)的作者企圖將這種標(biāo)識(shí)的差異作為單電源運(yùn)放和雙電源運(yùn)放的區(qū)別。但是，這并不是說(shuō)他們就一定要那樣使用――他們可能可以工作在其他的電壓下。在運(yùn)放不是按默認(rèn)電壓供電的時(shí)候，需要參考運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊(cè)，特別是絕對(duì)最大供電電壓和電壓擺動(dòng)說(shuō)明。
絕大多數(shù)的模擬電路設(shè)計(jì)者都知道怎么在雙電源電壓的條件下使用運(yùn)算放大器，比如圖一左邊的那個(gè)電路，一個(gè)雙電源是由一個(gè)正電源和一個(gè)相等電壓的負(fù)電源組成。一般是正負(fù)15V，正負(fù)12V和正負(fù)5V也是經(jīng)常使用的。輸入電壓和輸出電壓都是參考地給出的，還包括正負(fù)電壓的擺動(dòng)幅度極限Vom以及最大輸出擺幅。
單電源供電的電路(圖一中右)運(yùn)放的電源腳連接到正電源和地。正電源引腳接到VCC＋，地或者VCC－引腳連接到GND。將正電壓分成一半后的電壓作為虛地接到運(yùn)放的輸入引腳上，這時(shí)運(yùn)放的輸出電壓也是該虛地電壓，運(yùn)放的輸出電壓以虛地為中心，擺幅在Vom 之內(nèi)。
有一些新的運(yùn)放有兩個(gè)不同的最高輸出電壓和最低輸出電壓。這種運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊(cè)中會(huì)特別分別指明Voh 和Vol 。需要特別注意的是有不少的設(shè)計(jì)者會(huì)很隨意的用虛地來(lái)參考輸入電壓和輸出電壓，但在大部分應(yīng)用中，輸入和輸出是參考電源地的，所以設(shè)計(jì)者必須在輸入和輸出的地方加入隔直電容，用來(lái)隔離虛地和地之間的直流電壓。
展開(kāi) 應(yīng)用實(shí)例（1）
一種簡(jiǎn)單的三段式鉛酸電池充電器控制電路
一種簡(jiǎn)單的三段式鉛酸電池充電器控制電路
本PCB文件是由上圖原理（沒(méi)有繼電器電路）設(shè)計(jì)的12V/4A簡(jiǎn)單的三段式充電器。
應(yīng)用實(shí)例（2）
簡(jiǎn)單的單顆TL431限流恒壓控制方法
● 當(dāng)電流增大時(shí)TL431-1的電位被太高,從而起到現(xiàn)在電流的功能,因?yàn)镽3的存在對(duì)輸出電壓進(jìn)行了補(bǔ)償.所以基本上可以做到限流穩(wěn)壓功能為一體, 具有相對(duì)的成本優(yōu)勢(shì).
應(yīng)用實(shí)例（3）
一種低壓氙氣燈電源啟動(dòng)電路
● 此電路是一個(gè)限制輸出功率的半橋電路,利用電容限制電流的方法。(調(diào)節(jié)VR2可以得到不同的啟動(dòng)電壓值,調(diào)節(jié)VR1可以得到不同的輸出電流來(lái)匹配不同的低壓氙氣燈的搭配).
● 輸出兩個(gè)繞組，第一個(gè)是能夠提供27V30A的主繞組，第二個(gè)是能夠提供140V啟動(dòng)電壓，經(jīng)過(guò)串聯(lián)在整流二極管前面的電容來(lái)限制啟動(dòng)機(jī)電流<0.5A電流的。
展開(kāi) 
電源設(shè)計(jì)電路的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
電源設(shè)計(jì)電路的最新內(nèi)容
托卡馬克強(qiáng)干擾環(huán)境下，聚變電源如何做好電磁兼容設(shè)計(jì)？
托卡馬克裝置運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電磁輻射、脈沖干擾等復(fù)雜電磁環(huán)境，這些電磁干擾會(huì)嚴(yán)重影響聚變電源的控制信號(hào)、功率回路與測(cè)量精度，導(dǎo)致電源輸出波動(dòng)、控制失靈，甚至引發(fā)系統(tǒng)故障，因此，電磁兼容設(shè)計(jì)成為聚變電源研發(fā)的核心技術(shù)之一，直接決定了電源在聚變場(chǎng)景中的適配性與可靠性。
國(guó)內(nèi)企業(yè)針對(duì)托卡馬克裝置的強(qiáng)電磁干擾環(huán)境
LED驅(qū)動(dòng)集成電路（LED Driver IC）是一種專(zhuān)為發(fā)光二極管（LED）提供?穩(wěn)定電流?并實(shí)現(xiàn)高效、安全驅(qū)動(dòng)的專(zhuān)用集成電路。其核心工作原理基于將輸入電源（交流或直流）轉(zhuǎn)換為適合LED工作的?恒流輸出?，以確保亮度穩(wěn)定、延長(zhǎng)壽命并避免熱失控。
恒流驅(qū)動(dòng)必要性?：LED的正向電壓-電流（V/I）特性非常陡峭，且具有?負(fù)溫度系數(shù)?（溫度升高時(shí)導(dǎo)通電壓下降）。若采用恒壓驅(qū)動(dòng)，微小的電壓波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電流大幅變化
鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（NiTiDrivetech）的可靠性設(shè)計(jì)
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經(jīng)過(guò)多道工序制成的絲，財(cái)哥簡(jiǎn)稱(chēng)鈦絲，可以通過(guò)電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力，鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（nitidrivetech）目前已經(jīng)在航空航天
鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（NiTiDrivetech）的可靠性設(shè)計(jì)
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態(tài)記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經(jīng)過(guò)多道工序制成的絲，財(cái)哥簡(jiǎn)稱(chēng)鈦絲，可以通過(guò)電路驅(qū)動(dòng)鈦絲發(fā)生運(yùn)動(dòng)。相比于傳統(tǒng)的電機(jī)、電磁鐵動(dòng)力，鈦絲是一種新型的動(dòng)力元件。鈦絲驅(qū)動(dòng)技術(shù)（nitidrivetech）目前已經(jīng)在航空航天
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Lumerical光子集成電路光電元件設(shè)計(jì)4個(gè)月前
光子集成電路 (PIC) 是眾多當(dāng)前和下一代產(chǎn)品的關(guān)鍵支撐技術(shù)。PIC 將微電子領(lǐng)域常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料和制造工藝與光的編碼、傳輸和檢測(cè)相結(jié)合，通過(guò)將帶寬與計(jì)算核心之間的距離拉近，改變了數(shù)據(jù)中心的通信方式，并加速了自動(dòng)駕駛領(lǐng)域 LiDAR 和未來(lái)信息處理領(lǐng)域量子計(jì)算等新興應(yīng)用的發(fā)展。
電子和光子之間的連接是通過(guò)能夠在光信道上編碼電信號(hào)，并將光轉(zhuǎn)換回電信號(hào)來(lái)恢復(fù)信息的器件實(shí)現(xiàn)的。在 PIC 中，電光調(diào)制器和光電探測(cè)器是實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換的基本光電元件
11月4日，Ansys官方『從模塊到芯片和系統(tǒng)：大型FPGA芯片設(shè)計(jì)全面的電源噪聲簽核分析』研討會(huì)為您展開(kāi)介紹從模塊到芯片到系統(tǒng)的全鏈路動(dòng)態(tài)電源完整性驗(yàn)證流程提供Ansys電源可靠性的分析方案等，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：11月4日（星期二），16：00-17：00
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
介紹了對(duì)于大型的先進(jìn)FinFET工藝FPGA芯片，從模塊到芯片到系統(tǒng)的全鏈路動(dòng)態(tài)電源完整性驗(yàn)證流程
在低頻領(lǐng)域，我們有專(zhuān)門(mén)的求解器，主要應(yīng)用在電機(jī)、電控和電源等系統(tǒng)，包括：
Flux：電氣工程直流、低頻電磁場(chǎng)分析工具；
FluxMotor：用于電機(jī)的快速設(shè)計(jì)與分析工具；
PSIM：電源電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具；
SimLab PE：支持器件參數(shù)提取與集成建模。
在低頻領(lǐng)域，我們有專(zhuān)門(mén)的求解器，主要應(yīng)用在電機(jī)、電控和電源等系統(tǒng)，包括：
Flux：電氣工程直流、低頻電磁場(chǎng)分析工具；
FluxMotor：用于電機(jī)的快速設(shè)計(jì)與分析工具；
PSIM：電源電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具；
SimLab PE：支持器件參數(shù)提取與集成建模。
光子集成電路 (PIC) 是眾多當(dāng)前和下一代產(chǎn)品的關(guān)鍵支撐技術(shù)。PIC 將微電子領(lǐng)域常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料和制造工藝與光的編碼、傳輸和檢測(cè)相結(jié)合，通過(guò)將帶寬與計(jì)算核心之間的距離拉近，改變了數(shù)據(jù)中心的通信方式，并加速了自動(dòng)駕駛領(lǐng)域 LiDAR 和未來(lái)信息處理領(lǐng)域量子計(jì)算等新興應(yīng)用的發(fā)展。
電子和光子之間的連接是通過(guò)能夠在光信道上編碼電信號(hào)，并將光轉(zhuǎn)換回電信號(hào)來(lái)恢復(fù)信息的器件實(shí)現(xiàn)的。在 PIC 中，電光調(diào)制器和光電探測(cè)器是實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)換的基本光電元件
