電源轉換器的案例
REASUNOS瑞森半導體高低壓MOS在車載逆變器上的應用
一、前言
車載逆變器（電源轉換器、Power Inverter）是一種能夠將 DC 12V直流電轉換為和市電相同的 AC 220V交流電，提供給一般電器使用，是一種方便的車用電源轉換器。
隨著汽車產品技術發展進步，汽車擁有的電子技術也在不斷提高，以車載逆變器為重要組件的電動汽車、插電混合動力汽車的發展正迅速加快，車載逆變器市場發展前景將會很廣闊。車載逆變器的普及速度的提高也促進了MOS管在車載逆變器中的使用。
二、產品應用及工作原理
車載逆變器可以做到20W、40W、80W、120W直到500W的功率規格，應用范圍為：手機、筆記本電腦、數碼攝像機、照相機、照明燈、電動剃須刀、CD機、游戲機、掌上電腦、電動工具、車載冰箱等 。
一般的車載逆變器主要由逆變橋、濾波電路、控制電路、振蕩器等構成，其工作原理是先通過高頻PWM (脈寬調制)開關電源技術，將汽車電瓶所提供的12V直流電轉換成30kHz-50kHz、220V左右的交流電。然后再利用橋式整流、濾波、脈寬調制及開關功率輸出等技術，將30kHz～50kHz、220V左右的交流電轉換成50Hz、220V的交流電。
展開 電源管理芯片（PMIC）精準控制讓設備更智能、更高效
該設備包括一個針對AVDD的電流模式升壓調節器，一個針對VBK1的同步升壓轉換器。VGL可選的反相轉換器或負電荷泵調節器，VSS1負線性調節器，可選的增壓調節器或電荷泵調節器VGH與溫度補償輸出，VCOM1可編程DACVOCM2VOCM和14通道可編程伽馬放大器。
PMIC - iML1942設備包括各種保護功能，如輸入欠壓鎖定（UVLO）和過溫關閉（OTP）。輸出端包括欠壓保護（UVP）和短路保護（SCP）。
iML1942有一個WQFN 46針6.5 mm X 4.5 mm，底部暴露的熱墊，以提供較佳的散熱。該設備的額定工作范圍為-40至+85°C溫度范圍。
溫度補償輸入引腳。將NTC熱敏電阻和電阻連接到此引腳上，以控制VGH/VGL電壓的斜率，以進行溫度補償。
展開 從原理到實例：詳解SiC MOSFET是如何提高電源轉換效率的？
請注意，大散熱器和環形電感器用于實現出色的散熱性能。（圖片來源：Cree/Wolfspeed）
該評估套件采用半橋配置，允許在上方和下方位置增加MOSFET或二極管，因此該板可配置為常見電源轉換拓撲，例如同步降壓或同步升壓。它還允許在頂部或底部位置增加二極管，讓用戶可以評估異步降壓或異步升壓轉換器拓撲。
此外，為了減少功率損耗，該套件配有一個由“鐵硅鋁磁粉”制成的低損耗電感器。這種磁性金屬粉末也稱為Kool Mμ，由85%的鐵、9%的硅和6%的鋁組成。它改進了關鍵磁性和溫度參數的規格，可替代坡莫合金。
對于需要設計自己的柵極驅動器子電路的用戶，Cree/Wolfspeed還為這些第三代 SiC FET提供了CGD15SG00D2柵極驅動器參考設計（圖7）。
圖 7：CGD15SG00D2柵極驅動器參考設計的頂部（左）和底部（右）；這是一個具有完整BOM的完整電路板，為用戶評估三引腳與四引腳TO-247封裝（使用相同SiC MOSFET芯片）的性能提供了條件。（圖片來源：Cree/Wolfspeed）
CGD15SG00D2的高級框圖（圖8）顯示了該參考設計的功能，包括光耦合器 (U1)、柵極驅動器集成電路 (U2) 和隔離電源 (X1)。光耦合器（5000V交流隔離）接受脈沖寬度調制 (PWM) 信號，并提供35/50kV/μs（最小值/典型值）的共模抗擾度。其他值得注意的特性包括：
一個凹槽，用以增強印刷電路邏輯側和電源側之間的強制爬電距離規格，而且在電路板的初級電路和次級電路之間有9mm爬電性能增強縫。
展開 什么是 DC-DC 轉換？
與線性轉換器相比，開關型DC-DC轉換器具有更好的效率，因為它們不會連續耗散功率。
圖像：降壓直流-直流轉換器原理圖
降壓DC-DC轉換器，也稱為降壓DC-DC轉換器，是一種DC-DC電源轉換器，它降低輸出電壓，同時增加輸出電流。
一款低功耗、高性能的6通道模數轉換器／2通道數模轉換器-CJC6808
6通道模數轉換器（ADC）?是一種能夠同時或依次對?6路模擬信號? 進行采樣、量化并轉換為數字信號的集成電路。其核心工作原理基于模數轉換的基本過程，但在多通道場景下增加了 ?同步控制、通道切換和數據輸出管理?等機制。
2通道數模轉換器（Dual-Channel DAC）?是指在一個芯片或模塊中集成兩個獨立的數模轉換通道，可同時或分別將數字信號轉換為模擬信號。其工作原理基于標準DAC的核心機制，但通過復用控制邏輯、參考源和時序系統，實現雙通道協同或獨立工作。
由工采網代理的ADC芯片 - CJC6808是一個專門為便攜式音頻產品設計的低功率音頻編解碼器。采用QFN48封裝；它的特點，性能和低功耗，使它成為理想的音樂播放器和音樂信號接受者。其工作電壓模3.0V～3.6V數1.7V～3.6V。支持從16-32位的數字音頻輸入字長和從8kHz到96kHz的采樣率。線路電平輸出還提供了防重擊靜音和電源上/下降電路。
在便攜式音頻設備、智能錄音筆、多媒體系統等應用領域，對高音質、多通道采集和低功耗的需求日益增長，CJC6808是一款高性能低功耗多通道音頻編解碼芯片，集成6通道ADC（模數轉換器）和2通道DAC（數模轉換器）支持8kHz至96kHz的寬采樣率范圍，適用于錄音機、智能手機、MD/DAT錄音設備等場景，以高保真音質和靈活的數字接口成為音頻信號處理的理想解決方案。
CJC6808具備強大的多通道音頻處理能力，能同時采集多達6路高質量的音頻信號，非常適合需要多麥克風陣列、多路線路輸入的應用場景，如會議系統、高級錄音設備、聲學檢測等，ADC信噪比(SNR)高達95dB，確保錄制的聲音清晰純凈，底噪極低，DAC信噪比(SNR)高達98dB，提供豐富細節和動態范圍的播放體驗。
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項目4 電池管理系統
4.4.1 比亞迪E6電池管理系統
4.4.2 眾泰E30EV電池管理系統
項目5 電源轉換系統
4.5.1 寶馬電源轉換器
4.5.2 眾泰電源轉換器
項目6 高壓分配系統
4.6.1 寶馬i3高壓分配系統
4.6.2 比亞迪唐高壓配電箱
4.6.3 奧迪Q5高壓分配系統
項目7 能量回收系統
4.7.1 寶馬X1混動制動能量回收
4.7.2 本田雅閣-銳混動能量再生
項目8 高壓安全
4.8.1 比亞迪高壓安全防護
4.8.2 奔馳C300 PHEV高壓防護
模塊5 電動機與動力控制系統
項目1 電動機構造分解
5.1.1 電動機基本構造與原理
5.1.2 比亞迪秦/唐電動機
5.1.3 寶馬i3/i8電動機
5.1.4 寶馬F49電動機
5.1.5 寶馬F18電動機
5.1.6 奧迪e-tron車系電動機
5.1.7 奧迪Q5混合動力電動機
5.1.8 大眾途銳HEV電動機
5.1.9 奔馳S500 PHEV電動機
5.1.10 路虎攬勝HEV電動機
項目2 電動機控制系統
5.2.1 眾泰云100S動力系統
5.2.2 寶馬i3電動機控制系統
5.2.3 寶馬F49電動機控制器
5.2.4 寶馬F18電動機控制系統
5.2.5 奔馳S500 PHEV功率電子裝置
5.2.6 傳祺GA3S電動機控制
模塊6 整車與混動控制系統
項目1 整車控制系統
6.1.1 傳祺GA3S PHEV
6.1.2 榮威ERX5 EV
6.1.3 北汽新能
項目2 混合動力控制系統
6.2.1 豐田THS混合動力控制系統
6.2.2 本田IMA混合動力控制系統
6.2.3 本田i-MMD混合動力系統
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展開 飽和磁性材料的DC-DC轉換器的3D EM和電路協同仿真CST
本篇文章介紹了考慮電感器部分飽和磁性材料的仿真工作流程，該材料用于開關模式電源（升壓轉換器）。此工作流程包括印刷電路板 （PCB） 和功率電感器的 3D 模型。
背景
開關模式電源（如 DC-DC 轉換器）的 3D EM 和電路協同仿真涉及 3D 模型和電路模型。3D 模型使用CST 微波工作室（CST MWS） 和組件（通常采用 SPICE 格式）與電路原理圖 CST Design Studio 內的 3D 模型連接。這種方法提供了準確的系統響應，但無法使用 SPICE 正確建模場分布。特別是，模擬只能使用 3D 電感器模型建模的電感器的磁場分布。
此外，當 DCDC 轉換器的輸出電流增加時，電感處的電流也會增加。電感處直流電流的進一步增加將導致（部分）磁飽和，并導致電感值降低。
3D EM 和 Circuit 協同仿真
協同仿真的第一步是將 PCB 的 3D 模型導入 CST MWS。元件連接使用離散端口進行建模。每個離散端口都被激發，S 參數結果在 3D 仿真后可用。圖 1 顯示了 PCB 模型和離散端口。
圖 1.具有離散端口連接的 DC-DC 轉換器的 PCB 模型
之后，R、L、C、二極管和晶體管等電路元件在原理圖中與 CST MWS 模塊連接，其中包含 PCB 寄生信息。無源電路元件的電氣行為可以使用 SPICE 模型或 Touchstone 模型來表示。對于有源電路元件，需要一個 SPICE 模型。電路元件和 CST MWS 模塊的完整連接如圖 2 所示。
圖 2.帶 MWS 模塊的 DC-DC 升壓轉換器的協同仿真電路原理圖
如前所述，為了在仿真中準確模擬功率電感的場輻射，必須考慮線圈的 3D 模型。電感器主體的材料使用德拜 1階磁散模型進行建模，靜態磁導率為 125。
展開 氮化鎵正在改變世界，中國企業發力強勁
其前身作為西門子集團的半導體部門，英飛凌主要生產IGBT、功率MOSFET、HEMT、DC-DC轉換器、柵極驅動IC、AC-DC電源轉換器等功率半導體器件，曾連續10年居全球功率半導體市場之首。在氮化鎵領域，英飛凌的技術分布于集中產業鏈中游——器件模組，持續關注GaN基FET、IGBT等功率元器件，以及由多個功率元器件集成的功率模塊（如電源轉換器）的研發。總體而言，英飛凌在功率模塊、GaN基FET器件上布局的專利最多。
國內LED龍頭“三安光電”在氮化鎵領域有一定技術儲備。三安光電是目前國內規模最大的LED外延片、芯片企業。2014年，該公司投資建設氮化鎵高功率半導體項目；2018年，在福建泉州斥資333億元投資Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體材料、LED外延、芯片、微波集成電路、光通訊、射頻濾波器等產業。在氮化鎵領域，三安光電同樣集中于產業鏈中游——器件模組的研究。其布局的器件類型主要包括可見光LED、紫外LED、Micro/Mini LED和GaN基FET。2016年后，三安光電對可見光LED的專利申請量逐漸下降，并開始增加對Micro/Mini LED、GaN基FET的專利申請。
氮化鎵三大重點技術解析
首先， GaN 襯底技術是器件降本的突破口 ，當前正從小批量規模向產業商業化方向發展，同時向大尺寸和高晶體質量方向發展。GaN單晶襯底以2-3英寸為主，4英寸已實現商用，6英寸已實現樣本開發；GaN異質外延襯底則已實現6英寸產業化，8英寸正在進行產品研發。
全球GaN襯底技術共有13000多件專利，其中有效專利量4800多件，占比為35.2%。其中，審中專利占比較少，可見未來有效專利增長空間較小。此外，日本和美國兩大市場分布的專利較多。
展開 數字式環境光傳感器是一種將環境光強度轉換為?數字信號?的光電轉換器件-WH81120UF
數字式環境光傳感器（Digital Ambient Light Sensor, ALS）是一種將環境光強度轉換為?數字信號?的光電轉換器件，廣泛應用于手機、筆記本、智能家居等設備的自動亮度調節，以提升視覺舒適度并降低功耗。
四大核心工作原理：
一、光電轉換?：采用?光電二極管?或?光電晶體管?作為感光元件。當可見光（通常覆蓋380–780 nm）照射到半導體材料上時，光子激發電子-空穴對，產生與光照強度成正比的?微弱光電流??。
二、信號調理?：光電流經?跨阻放大器?（TIA）轉換為電壓，并通過?可編程增益放大器?（PGA）進行放大，以適配不同光照范圍?。
三、模數轉換?：放大后的模擬信號由?高精度ADC?（如16位Σ-Δ或SAR型）轉換為數字值?。
四、?數字輸出?：最終結果通過?I2C?或?SPI?等數字接口輸出，可直接由MCU讀取，無需外部ADC?。
由工采網代理的WH81120UF是一種光數轉換器，它結合了光電二極管、電流放大器、模擬電路和數字信號處理器。內置紅外線濾光片的環境光傳感器（ALS）提供與人眼響應相近的光譜；能準確捕捉周圍環境中的光變化，使產品更智能化。
WH81120UF采用緊湊型表面貼裝封裝，尺寸僅為2.0x2.0x0.7mm，非常適合空間有限的小型電子產品；電壓范圍：1.7V～3.6V，工作溫度范圍-40°C至+85°C，能在惡劣環境穩定運行；具有高分辨率的數字輸出和可編程動態范圍比率，支持I2C接口，以400kHz/s快速模式進行數據通信，提高了數據傳輸效率。
WH81120UF具有高/低閾值的可編程中斷功能。電源需要確保VDD旋轉率至少為0.5V/ms。WH81120UF具有電源復位功能。當VDD在室溫下低于1.4V時，集成電路將自動重置。
展開 RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—摻銩上轉換光纖激光器
該模型表明,RP Fiber Power軟件如何對含有復雜能級結構的激光器或放大器進行設計。
設定光纖激光器具有以下特性:
光纖為氟鋯酸鹽玻璃,摻雜銩離子。由于ZBLAN玻璃的低聲子能量,3H4和3F2為亞穩態能級。(未被多聲子躍遷所猝滅)
銩離子在吸收3個1140nm泵浦聲子后被激發至高電子能級。由高能級受激輻射至基態,并產生480nm的藍光。
光纖左端面為全反射鏡,右端面為反射率為60%的輸出耦合鏡。
模型所采用的光譜數據源于文獻:“R． Paschotta et al．, Characterization and modeling of thulium:ZBLAN blue upconversion fiber lasers”, J． Opt． Soc． Am． B 14 (5), 1213 (1997)．
展開 
光伏也用氮化鎵！英飛凌搶先進入
全球范圍內的光伏行業正以良好的勢頭發展著，
光伏逆變器
也逐漸成為氮化鎵最大的應用領域之一。近日，又有一個專注開發用于光伏逆變器的GaN技術的研究團隊取得新進展，其搭載了
英飛凌
的
首項GaN技術
，并有望盡快投入實際使用。
GaN-HighPower光伏逆變器
搭載英飛凌GaN技術
4月7日，據外媒報道，由
英飛凌
、
SMA Solar Technology
等
聯合開展的
GaN-HighPower
項目目前正處于穩步進行階段，而該項目的光伏逆變器
氮化鎵新技術
正在開發和
實際測試
中。
據悉，GaN-HighPower項目由政府資助，并得到
德國聯邦經濟事務
和氣候行動部 (BMWK) 約 380 萬歐元（
約2600萬人民幣
）的資金支持。目前，該項目正由
IEE
研究所協調測試，研究開發新組件并優化系統，使其盡可能高效運轉并盡快投入使用。
SMA Solar Technology AG 是世界領先的光伏和電池逆變器制造商之一，SMA 創新中心電力電子負責人 Klaus Rigbers 博士表示，GaN-HighPower聯合研究項目是開發基于氮化鎵半導體的
電源轉換器
，目的是為
光伏應用
準備下一代具有成本效益、資源節約和
高效
的轉換器，以降低成本和重量，同時
保持高效率
。
值得注意的是，
英飛凌
將負責這個光伏逆變器項目的氮化鎵半導體技術研究。
展開 應用在不間斷電源（UPS）中的光耦合器
不間斷電源即UPS，是一種含有儲能裝置的不間斷電源。主要用于給部分對電源穩定性要求較高的設備，提供不間斷的電源。
不間斷電源(UPS)是將蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備。它主要用于給單臺計算機、計算機網絡系統或其他電力電子設備如電磁閥、壓力變送器等提供穩定、不間斷的電力供應，保證這些設備儀器的不間斷運行，防止計算機數據丟失、電話通信網絡中斷或儀器失去控制。
當市電輸入正常時，UPS將市電穩壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流式電穩壓器，同時它還向機內電池充電；當市電中斷（事故停電）時，UPS立即將電池的直流電能，通過逆變器切換轉換的方法向負載繼續供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。UPS設備通常對電壓過高或電壓過低都能提供保護。
不間斷電源(UPS)是一種在輸入電源或主電源發生故障時向負載提供應急電源的電氣設備。UPS與輔助或應急電源系統或備用發電機的不同之處在于，它將通過提供存儲在電池、超級電容器或飛輪中的能量來提供近乎瞬時的輸入電源中斷保護。大多數不間斷電源的電池運行時間相對較短（僅幾分鐘），但足以啟動備用電源或正確關閉受保護設備。
推薦一款來自臺灣美祿應用在不間斷電源(UPS)中的光耦 - MPH341，MPH-341系列光耦合器非常適合驅動逆變器和用于電機控制逆變器和逆變器。它包含一個砷化鋁鎵LED光學耦合到一個具有功率輸出級的集成電路。3.0A峰值輸出電流能夠直接驅動最高額定值高達1200 V/200 A的大多數IGBT。對于具有較高額定值的IGBT，MPH-341系列可用于驅動驅動IGBT門的離散功率級。光耦合器在-40°C~+110°C的溫度范圍內保證其工作參數。
展開 SPEOS 與 Zemax 光源文件轉換器
在執行文件之前，請確保您已經將光源文件的路徑進行了對應修改：
如需要，修改 theZemaxSpectrumPath 至電腦內光源文件對應的路徑：
如果您傾向于在圖形用戶界面中選擇文件，您可以將后續三行的代碼取消 “注釋” 設置：
后續，點擊運行模塊：
在文章附件中，我們提供了后續使用的光源文件，用于介紹如何使用對應轉換器，文件為：
rayfile_LCB_G6SP_100K_20210701_Zemax.dat.
注意，通過 .DAT 的文件尾綴可以了解到該文件為單色光源文件，我們也支持 .SDF 文件的轉換。
在轉換過程中，將輸出一些重要的信息。轉換后得到的文件將保存至原光源文件相同的路徑當中。
2.2 Zemax 中的角向和位置分布結果
為了驗證光源文件轉換前后的一致性，我們將光源文件載入了 Zemax OpticStudio 后進行了光線追跡。
光源文件位于：\Document\Zemax\Objects\Sources\Source 文件夾，如此可以直接從光源文件列表中進行選擇。
下圖為光源文件和光源類型的選擇：
我們創建了一個極探測器 (Detector Polar) 用于觀察角向分布情況。最大的角度為 180 度，并且徑向和角向像素數量設置為 180。
同樣也創建了一個矩形探測器 (Detector Rectangle)，參數為 Z = 1mm、X Half Width = Y Half Width = 10 mm 以及 #X Pixel = #Y Pixel = 100。也將使得我們可以在 1mm 之外查看光源發出的光斑情況。
展開 VK1650 SOP16/DIP16數顯驅動抗干擾數碼管驅動芯片LED數碼屏驅動IC適用于電源監視器、相序保護器
數碼管顯示驅動、LED顯示驅動、LED數顯驅動原廠、LED數顯驅動芯片、LED驅動IC、點陣LED顯示驅動、LED屏驅動IC、數顯驅動芯片、數碼管芯片、數碼管驅動、數顯屏驅動、數顯IC、數顯芯片、數顯驅動、LED數顯IC、數顯驅動原廠、LED屏驅動芯片、LED數顯驅動IC、LED數顯驅動IC、LED驅動電路、數顯LED屏驅動、LED數顯屏驅動、LED顯示屏驅動、LED數碼管驅動、數顯LED驅動、LED數顯驅動、數碼管顯示IC、數碼管顯示芯片、數碼管驅動芯片、LED顯示驅動芯片、顯示數碼管驅動、LED控制電路、數顯LED驅動芯片、數顯LED驅動IC、LED驅動芯片、數碼管顯示屏驅動、數碼管驅動原廠、LED驅動廠家、LED驅動原廠、LED數碼驅動、LED數碼屏驅動、LED數顯芯片、數碼管驅動IC、顯示LED驅動、數碼管LED驅動、LED顯示IC、點陣數顯驅動、點陣數碼管驅動、點陣LED驅動、點陣數顯驅動芯片、點陣數顯驅動IC、點陣LED驅動芯片、點陣LED驅動IC、LED數顯原廠、點陣數碼管顯示芯片、數碼管驅動廠家、數顯LED原廠
適用于：電源保護器、電壓保護器、欠壓保護器、限流保護器 過壓保護器、電源監視器、相序保護器、過欠壓保護器、電壓繼電器、數字式電流保護繼電器、單相電流保護器、三相電流保護器、單相電壓保護器、三相電壓保護器、直流電壓保護器、直流電流繼電保護器、單相智能儀表、 三相智能儀表、直流智能儀表、電機保護器、電流變送器、電壓變送器
VK1650_V1.2-CN.pdf
VK1650_V1.2-EN.pdf
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