现代 4G 智能手机内置高速多核处理器、千兆字节闪存、高分辨率彩色显示屏、3G/4G 和蓝牙无线通信设备 [1]。因此,智能手机的静态功耗与笔记本电脑或手持平板电脑相当。此外,实时视频流等新的现代应用需要不断使用 LED 背光显示屏或云计算服务,这无疑将大幅增加总功耗 [2]。4G 智能手机的上述所有增强功能将增加电池寿命的压力,并加剧了对更高效电源管理系统的紧迫性 [3]。然而,广泛用于提供电源的镍镉/镍氢电池和锂离子电池在满足智能手机中各种应用的能量和功率需求方面非常有限。最近的一项研究支持了这一观点,该研究表明,在过去十年中,其能量密度仅翻了一番,从 300 Whr/升增加到 600 Whr/升 [ 4 ]。因此,可行的解决方案是通过提高智能手机中电源管理单元 (PMU) 的电源效率来降低整体电池功耗。过去几年中,有许多有趣的研究工作 [ 5 , 6 ],它们提出了 3G/4G 智能手机的各种功耗使用模型。智能手机中的现代电源管理系统 [ 7 ] 用于从具有宽输入范围变化的电池源产生恒定或可变的输出电压电源,例如 NiCd/NiMH,1.1-2 V,或 Li-Ion,2.5-4.2 V [ 8 , 9 ]。电源转换器(降压/升压)是智能手机电源管理单元 (PMU) 中不可或缺的组成部分,如图 1 所示。其目的是为智能手机中的不同组核心模块 [ 1 ] 提供良好调节的电源电压。智能手机 PMU 的完整图示可在此处找到 [ 10 ]。
(使用本产品前,请阅读这些注意事项。)使用本产品前,请仔细阅读本手册和相关手册,并充分注意安全,正确使用产品。本手册中给出的注意事项与本产品有关。有关可编程控制器系统安全预防措施的描述,请参阅所用 CPU 模块的用户手册。在本手册中,安全预防措施分为两个级别:“警告”和“注意”。表示不正确的操作可能会造成危险情况,从而导致死亡或严重伤害。表示不正确的操作可能会造成危险情况,从而导致轻度或中度伤害或财产损失。在某些情况下,不遵守“注意”下给出的预防措施可能会导致严重后果。请遵守两个级别的预防措施,因为它们对个人和系统安全都很重要。确保最终用户阅读本手册,然后将手册保存在安全的地方以供将来参考。[设计注意事项]
SNR = 47 dBFS,f IN 高达 250 MHz,500 MSPS ENOB 为 7.5 位,f IN 高达 250 MHz,500 MSPS(−1.0 dBFS) SFDR = 79 dBc,f IN 高达 250 MHz,500 MSPS(−1.0 dBFS) 集成输入缓冲器 出色的线性度 DNL = ±0.1 LSB 典型值 INL = ±0.1 LSB 典型值 LVDS,500 MSPS(ANSI-644 级别) 1 GHz 全功率模拟带宽 片上基准电压源,无需外部去耦 低功耗 670 mW,500 MSPS—LVDS SDR 输出 可编程(标称值)输入电压范围 1.18 V p-p 至 1.6 V p-p,1.5 V p-p 标称值 1.8 V 模拟和数字电源操作 可选输出数据格式(偏移二进制、二进制补码、格雷码) 时钟占空比稳定器 集成数据采集时钟
对可持续运输的需求导致电动汽车的迅速发展,但是电池限制了电动汽车的行驶里程和寿命。车辆中的电池由几千个电池电池组成,每个电池电池都有2-4 V左右的电压,并且在不同的模块中互连并平行,它们共同有助于电池电压和电源容量。细胞制造和其他因素的变化意味着单个细胞电压和细胞之间的分布百分比在操作过程中可能会有所不同。每个单元具有最低和最高的电压限制集,必须保留这些限制,以使电池不被破坏。由于细胞间的变化,某些单元格的速度比其他细胞更快,这限制了电池的性能。因此,需要单个单元控制,以最大程度地利用电池提供的能量。电动汽车的常规推进系统具有电池,可为用于推进的电机提供能量。电池与直流电流一起工作,而车辆中的电动机则由交替电流提供动力,这意味着需要电源转换器,可以将DC从电池转换为电动机的交替电流。这样的功率电子转换器用于将直流电流转换为交替电流,称为逆变器,而这些转换器又使用半导体开关来创建交替的电流。通过在倒置中控制半导体“ ON”和“ AV” - period来控制Ethlete之外的,以便输出接收交替的电流。,以便输出接收交替的电流。这些过渡在“ on”和“ by”之间交替的速度称为开关频率。在常规动力总成中,通常使用一个逆变器,可与两个级别一起使用,因此具有两个级别的外科医生,这些逆变器具有很高的总和和谐失真,并且需要在出口(交流侧)的过滤器。总和和谐失真是波形与纯窦波的偏差。总和和谐失真越高,电机中的损耗越大。为了减少这些问题,建议使用抗战斗的模块化级别转换器(来自英语电池集成模块多级转换器的BI-MMC)提出,提出和评估。在BI-MMC中,电池组中的较小的电池模块链接到逆变器,然后成为称为子模块的单元。以及常规电池组中的电池模块,可以将这些订阅组合在一起并平行,以使它们可以直接交流电流直接传递到电气机。BI-MMC因此具有增加的可控性,并可以改善电池组的寿命。此外,BI-MMC在结果中的总和和谐失真较低,这进一步改善了动力总成的影响。论文中的第一个贡献是分析和评估三相和六阶段BI-MMC的不同拓扑。作为比较的基础,常规的两级逆变器用于40吨400千瓦的卡车。评估表明,大多数BI-MMC的损失低于常规的两级逆变器。第二个贡献是对每个串联细胞的数量如何影响
本论文讨论的另一个重要主题是 IGBT 模块的状态监测。为此,开发了一个功率循环测试台。选择 𝑉 𝐶𝐸(𝑜𝑛) 作为跟踪功率器件在整个循环测试过程中退化状态演变的参数。因此,构思并开发了一个在线 𝑉 𝐶𝐸(𝑜𝑛) 测量板。为了获得有关所应用循环协议的更多相关见解,开发了一种在线估计 IGBT 器件结温的策略,该策略基于卡尔曼滤波器的使用。该策略还能够通过分析热敏电参数来估计 IGBT 健康状态的退化程度。
• 拓扑 2:T 型拓扑因晶体管围绕中性点 (VN ) 排列的方式而得名。Q1 和 Q2 连接直流链路,Q3 和 Q4 与 VN 串联。滤波器看到的纹波频率等于施加到开关 Q1 至 Q4 的 PWM 频率。这定义了滤波器元件的大小,以实现交流线路频率下所需的低总谐波失真。Q1 和 Q2 看到全总线电压,并且需要额定为 1,200 V,才能在系统中为 800 V 直流链路电压。由于 Q3 和 Q4 连接到 VN ,它们只看到一半的总线电压,并且在 800 V 直流链路电压系统中可以额定为 600 V,这节省了这种转换器类型的成本。请参阅 10 kW 双向三相三级 (T 型) 逆变器和 PFC 参考设计。 • 拓扑结构 3:在有源中性点钳位 (ANPC) 转换器拓扑结构中,VN 与有源开关 Q5 和 Q6 连接,并将 VN 设置在直流链路电压的中间。与 T 型转换器一样,滤波器看到的纹波频率等于定义交流线路滤波器大小的 PWM 频率。这种架构的优点在于,所有开关的额定电压都可以是最大直流链路电压的一半;在 800-V 系统中,您可以使用额定电压为 600-V 的开关,这对成本有积极影响。关闭此转换器时,重要的是将每个开关上的所有电压限制为直流链路电压的一半。换句话说,控制微控制器 (MCU) 需要处理关机排序。TI 的 TMS320F280049C 和 C2000™ 产品系列中的其他设备具有可配置逻辑,允许在硬件中实现关机逻辑,以减轻 MCU 的软件任务负担。请参阅基于 GaN 参考设计的 11kW、双向、三相 ANPC。• 拓扑 4:中性点钳位 (NPC) 转换器拓扑源自 ANPC 拓扑。此处,VN 通过二极管 D5 和 D6 连接,并将 VN 设置在 DC 链路电压的中间。滤波器看到的输出纹波频率等于定义 AC 线路滤波器大小的 PWM 频率。与 ANPC 拓扑一样,所有开关的额定电压都可以是最大 DC 链路电压的一半,但不是另外两个开关,而是两个快速二极管。与 ANPC 拓扑相比,NPC 拓扑的成本略低,但效率略低。关断排序的要求也与 ANPC 拓扑相同。可以很容易地从上面提到的 ANPC 参考设计中派生出 NPC 拓扑。• 拓扑 5:飞行电容拓扑已经告诉您此转换器中发生的情况;电容器连接到由 Q1 和 Q2 以及 Q3 和 Q4 实现的堆叠半桥的开关节点。电容器两端的电压被限制为直流链路电压的一半,并在 V+/V– 之间周期性地变化;变化时,功率传输。此拓扑在正和负正弦波期间使用所有开关。在此拓扑中,滤波器看到的输出纹波频率是飞跨电容器每个周期移位的 PWM 频率的两倍,从而导致交流线路滤波器尺寸较小。同样,所有开关的额定电压均为最大直流链路电压的一半,这对成本有积极影响。
DC-DC转换器设计为单个输出模型的输出电压调节引脚外,是向后兼容的。这些转换器的辐射硬化,它们的尺寸较小,重量较小,使其非常适合应用诸如地球座地球轨道卫星和深空探针等应用。他们表现出对环境变化的高度宽容。转换器具有固定频率,带有单个输出,正向拓扑与磁反馈一起使用。正向转换器因其简单的结构而选择设计电源单元,并在输入和输出之间提供完美的隔离。选择了500 kHz的开关频率,以使用PWM控制器UC2825降低转换器的大小,并使用前馈技术。抑制作用用于手动关闭转换器,并使用LCD Snubber来减轻MOSFET的应力,启动电路用于生成前向转换器的PWM控制器电路的初始电压。前进电压拓扑用于封闭环控制的快速响应,随着前向变压器的一侧的线路变化,输入侧具有保护电路,例如电压保护(OVP),电压保护(UVP)(UVP),电流保护(OCP)(OCP)(OCP),短路电路保护。二级侧电压被整理并过滤,以提供5V/8A的调节输出,功率为40W。
摘要 — 更高的片上电流需求会导致供电网络的功率效率降低,这是由于电流路径内的分布损耗造成的。高压电源架构和封装内稳压器 (VR) 拓扑可以通过减少分布损耗来提高系统功率效率。然而,由于高压注入和与敏感电子设备的距离很近,电磁干扰 (EMI) 可能是一个重大挑战。本文介绍了一种具有分布式拓扑的新型基于变压器的电感、电感、电容 (LLC) 谐振转换器,用于负载点直流-直流转换。与具有相同降压比的单分支 LLC 谐振转换器相比,分布式拓扑的 EMI 降低了 3 倍以上。已经开发出封装内 VR 的原型。实验结果证明其与 EMI 分析具有良好的相关性。由于这种分布式转换器系统的 EMI 较低,因此适合应用于系统级封装、无线设备和物联网。
Dr DSNM RAO Dr M.Jasmin Dr Megha Pandey Muntather Almusawi Ghazi Mohamad RAMADAN,6 R. Senthil kumar 1 印度,特伦甘纳邦,海得拉巴,Bachupally,GRIET 电子电气工程系。 2 副教授,新 Prince Shri Bhavani 工程技术学院,钦奈 3 助理教授,商学院,CHRIST(视为大学),班加罗尔 4 计算机技术工程系,技术工程学院,伊斯兰大学,纳杰夫,伊拉克,计算机技术工程系,技术工程学院,迪瓦尼亚伊斯兰大学,迪瓦尼亚,伊拉克,计算机技术工程系,巴比伦伊斯兰大学,技术工程学院,巴比伦,伊拉克 5 阿尔拜特大学 MLT 学院,卡尔巴拉,伊拉克印度 泰米尔纳德邦 Sivakasi AAA 工程技术学院教授