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回收电子料源管理不仅仅是设计一个回收电子料源

标签:回收,电子,管理,不仅,不仅仅,不仅仅是,仅仅,仅仅是  2020/6/4 10:02:30  预览

作者:贸泽回收电子料 Mark Patrick

无论回收电子料子工程师正在设计什么类型的产品,回收电子料源管理已成为他们面临最紧迫的一个挑衅,从设计回收电子料动汽车的单个回收电子料池组以便实现最大里程数,再到最小的回收电子料池供回收电子料IoT传感器,通过延伸回收电子料池寿命来维持工厂的运营服从,这些都至关紧张。回收电子料源不再仅仅是必须设计的一组静态回收电子料源轨北京网页设计,现在的回收电子料源架构师必须适应快速转变的负载条件,提供无瞬态的回收电子料源轨以达到严酷的公差,并将所有设备都尽力纳入到一个空间越来越受限定的外壳中。在本技术文章中,我们将重点介绍回收电子料源架构师面临的一些紧张挑衅,重点是管理转换器噪声、生产和认证挑衅,以及进一步缩小PCB尺寸的需求。

弁言

回收电子料源架构师的作用在赓续转变。现在,有各种各样的回收电子料源需求必要应对,不仅要考虑广泛的可用能源,例如太阳能、能量收集技术、回收电子料池、以太网供回收电子料、回收电子料感性回收电子料源、线路供回收电子料等,而且要考虑每个回收电子料源轨的规格。日益复杂的半导体创新创造了同样多种多样的功率预算需求,从能量收集型超低功率无线SoC器件到针对计算密集型FPGA和推理处理器的大回收电子料流、排序多回收电子料源轨。

应对瞬态和EMI

瞬态可以通过多种来源出如今回收电子料源轨上。高dv/dt开关(例如在工业回收电子料机驱动器中使用的方法)是造成较大瞬态的通常缘故原由。假如不经由被动元件构成的滤波器克制,这些瞬态可能会对开关晶体管及其相关的驱动器和回收电子料路造成永世性损害。很多回收电子料源使用诸如降压(buck)、升压(boost)或升降压(buck-boost)之类的开关拓扑架构,将输入回收电子料源转换为所需的输出回收电子料压。尽管这种回收电子料源转换方法很流行、高效且经过充分验证,但开关过程自己会产生回收电子料磁干扰(EMI),并会感应到回收电子料源轨上辐射出去。可以采用传统的滤波技术来处理回收电子料源轨上的开关瞬态,但是,正如我们即将讨论的那样,对于某些敏感的监控应用百度关键词排名,瞬态仍然会干扰回收电子料路的正常运行。辐射噪声会带来更高的回收电子料路设计复杂性和潜在的额外成本。例如,可能必要对转换器回收电子料路四周进行金属或金属箔屏蔽,从而必要额外的生产工艺,并使组件成本升高。很多开关稳压器IC具有1.5~1.8MHz的固定开关频率,这是AM广播无线回收电子料频段的顶部,在汽车信息娱乐系统接收器等某些应用场景下,可能会带来一些麻烦。而另一种方法则是选择不太可能引起题目的器件开关频率。

如许的一个例子是。德州仪器TI)TPS6281x-Q1.。该款吻合AEC-Q100标准的汽车级器件默认开关频率为2.25MHz,通过使用一个回收电子料阻器可以在1.8~4.0MHz范围内进行调节。它还可以从外部时钟获得开关频率,并且可选地使用扩频方法工作,转换器频率能够在标称开关频率之上高达288kHz的范围内随机转变。

即使采用了最佳的滤波技术,但是来自开关转换器哪怕最小的干扰仍然会影响敏感的测量效果,例如在患者生命体征监护仪,或者用于测试测量目的的应用都是如许。适用于此类应用的一个很好器件是德州仪器TPS62840,这是一款1.8~6.5V,750 mA降压转换器。该器件具有60nA的极低静态回收电子料流,可通过使用STOP引脚临时制止转换器以消弭任何开关噪声。转换器输出端的保持回收电子料容器用于为详细应用供回收电子料活动策划,因而它能够继承工作而不受任何噪声的影响(请参见图1)。该技术不仅可用于实现灵敏的测量功能,而且可以在无线链路条件为边际(marginal)时改善信噪比。

图1:德州仪器TPS62840降压转换器的STOP功能说明。(来源:德州仪器)

缩小设计体积

能够容纳回收电子料子产品系统的可用空间正在赓续缩小,无论对于工业自动化设备,照旧小巧的消耗类回收电子料子产品来说,情况都是如此。工厂车间的占地面积特别很是珍贵,通常用于特定生产义务的所有控制设备都必要被压缩到单个控制柜中。很多回收电子料源设计师和工程团队都在考虑使用基于模块的方法来配置回收电子料源。回收电子料子行业对于分立器件方案与模块化方案并不陌生,当然回收电子料源管理也不例外。除了实现更高程度的功能集成外,模块还具有缩短产品上市时间的上风,并消弭了工程团队内部对越来越专业回收电子料源设计人员的需求以及所带来的停滞。例如,DC-DC转换器长期以来一向是吻合业界标准尺寸的密集封装器件,回收电子料源模块设计工程师不仅擅长于将开关控制器IC集成到紧凑型模块中,而且还集成了很多相关组件,并在组件BOM成本和散热特征等方面都进行了优化。德州仪器通过在设计中将更大的元件之一(回收电子料感器)集成到模块,从而使这一概念更进一步。TPSM82822模块的尺寸仅为2.0 x 2.5 x 1.1 mm,并采用行业标准的10引脚MicroSIP封装格式构建,这些同步脉宽调制(PWM)模式降压转换器可提供1A和2A版本,具有省回收电子料模式以进步轻载服从,典型静态回收电子料流可低至4μA。该模块可允许2.4~5.5VDC的输入回收电子料压,并提供0.6~4VDC的可调输出回收电子料压,运行服从通常高达95%。

为了帮助基于TPSM82822的原型设计,如今可提供一个评估板TPSM82822EVM,见图2。

图2:德州仪器TPSM82822EVM评估板,用于带有集成回收电子料感器的高效降压转换器模块TPSM82822。(来源:德州仪器)

生产测试和检验中的挑衅

很多常规开关转换器IC均采用行业标准QFN封装制造,尽管这是一种长期使用的便捷格式,但它并不适合汽车行业在组装过程中要求的表面检查技术,参见图3。从图中左侧、顶部和底部可以看出,标准QFN封装上的焊点每每位于器件下方PCB保温装饰一体板设备,不可见。从侧面只可以直接看到少量焊料,这对表面检查测试构成了挑衅。下方组件是否已完全焊接或是否存在虚焊点(dry joints)?为了解决这种不确定性,德州仪器开发了一种加强型QFN封装,其中结合了从封装侧面镌刻的回收电子料镀腔,从而增长了可以目测检查的接头面积。这些“可粘锡侧面”(请参见右图3)能够提供一个更大,更易于观察的焊点,从而消弭了有关器件是否已完全可靠地焊接到PCB的疑问。

图3:德州仪器 TPS62810汽车级降压转换器上的可粘锡侧面。 (来源:德州仪器)

知足安全回收电子料源设计认证要求

随着工业物联网应用和其他工厂自动化计划的部署,回收电子料子系统越来越多地用于工业和商业设备。因为某些工作环境可能包含伤害或爆炸性的液体或气体,其中的设备必要吻合强制的安全标准。对于回收电子料源工程师而言,这是一项技术挑衅,由于回收电子料源转换过程通常会产生肯定程度的热量,并且根据详细应用情况,回收电子料压可能在组件之间产生回收电子料弧,在故障条件下组件可能产生爆炸。

ATEX direcTIve可最大程度地削减或消弭伤害环境中起火的风险。针对任何给定的气体、蒸气或薄雾的伤害,可以根据三种不同的区域进行分类,在回收电子料源IC的环境下,可能的起火源被认为是回收电子料火花和高外观温度。例如,对于智能燃气表,根据包装尺寸的不同,许可的最高温度为244℃或275℃。设计采用间距较大且带引线的转换器IC,即使在潮湿环境中,也有助于降低回收电子料应力和产生火花的可能性。另一个要求是,可以选择高效散热的封装情势,从而避免设备达到最高许可温度。德州仪器的TPS62840采用高导热性能的HVSSOP-8封装,尺寸为3 x 5 mm。它使用粘合到IC基板的铜板,能够消失主体IC的所有热量,因此不会超过最高温度。

结论

回收电子料源管理是一个日月牙异的领域,而功率是每个设计的核心,回收电子料源的配置以不影响详细应用的性能为最紧张目标。在本文中,我们讨论了回收电子料源架构师和嵌入式系统设计工程师面临的一些挑衅。