摘要 — 电动机广泛应用于各个行业,根据其应用,电动机需遵守特定的噪声标准。尽管无刷电动机的性能优于有刷电动机,但由于其机械、电气和电子元件,无刷电动机会产生噪声。本研究调查了通过驱动器改变开关频率对外转子无刷直流电动机噪声的影响。对具有不同开关频率的表面贴装磁性无刷电动机进行了测试,并提供了有关控制无刷电动机的控制板的详细信息。在消声静室中使用 dB 计进行了声音强度和谐波测量。改变开关频率也会影响电动机速度,因此在研究期间进行了两次不同的测量。在一次测试中,BLDC 电动机速度保持恒定,而在另一次测试中,占空比保持恒定以进行测量。观察到开关频率的增加以降低电动机噪声。然而,这种增加也会导致开关元件损耗,从而导致温度升高。通过调整占空比并改变开关频率,外转子无刷直流电动机的速度保持恒定。在 12-28 kHz 范围内增加开关频率可降低测量到的噪声,同时导致不同频率范围内的温度升高。研究结果表明,现有的 BLDC 电机和驱动器系统在 16-18 kHz 范围内的噪声和温度方面具有最佳性能。
为了进一步避免声音噪声,该电路通过将跳周期模式期间的突发频率限制在 800 Hz 的最大值来防止开关频率 进入可听范围。这是通过一个定时器实现的,该定时器在安静的跳周期工作模式期间被激活。在该计时器计数结束 前,不允许打开开关周期。随着输出功率的降低,开关频率降低,一旦达到 25 kHz ,即达到进入入阈值并进入跳 周期模式。关闭开关管,停止开关周期,一旦开关停止, FB 将上升。一旦 FB 越过跳周期退出阈值(这时仍然为 跳周期工作模式),则打开驱动脉冲。此时,一个 1.25 ms 的计时器 tquiet 与一个计数到 3 的计数器一起启动。下 次 FB 电压降至跳入阈值以下时,只要计数到 3 个驱动脉冲,驱动脉冲就会在当前脉冲结束时停止(至少打开 3 个 开关脉冲)。在计时器计时结束之前不允许再次启动,即使先达到跳周期的退出阈值。需要注意的是,计时器不会 强制下一个循环开始,如果在计时器计时结束时未达到跳周期的退出阈值,则驱动脉冲将等待 FB 达到跳周期退出 阈值。这意味着在空载期间,每次开关至少会有 3 个驱动脉冲,脉冲串间隔周期可能远长于 1.25 ms 。该工作模式 有助于提高空载条件下的效率。 FB 电压必须升高超过 1 V ,才退出跳周期模式。如果在 tquiet 计时结束前 FB 电压 大于 1V ,则驱动脉冲将立即恢复,即控制器不会等待计时器结束。图 4 提供了一个安静跳周期工作原理的示例。
高频无线电力传输技术特刊 无线电力传输 (WPT) 技术在众多新兴应用中越来越重要,包括交通电气化、电网、消费电子、医疗和太空。其非接触性质使其在高温、水下、地下和外层空间等具有挑战性的环境条件下具有优势。当前 WPT 系统的性能与开关频率密切相关,开关频率是功率容量、功率密度和效率的关键决定因素。随着宽带隙和超宽带隙器件 (WBG 和 UWBG) 的快速发展,最新的半导体能够在高功率水平下实现高开关频率,从而为 WPT 系统提供能量。此外,大多数关于高频 WPT 的单独报告都没有考虑如何在批量生产中制造谐振器,而单个谐振器是针对测试进行调整的,这不适合工业批量生产。本期特刊积极征集针对广泛功率水平范围内高频 WPT 技术的前沿研究贡献。通过展示最新进展,我们旨在突破当前限制当代 WPT 系统频率和功率水平的界限。我们邀请研究人员为此做出贡献,并促进这一充满活力的领域的进一步创新。
摘要 — 越来越多的未加固的商用现货嵌入式设备部署在恶劣的操作条件下和高度可靠的系统中。由于影响这些设备的硬件退化的机制,老化检测和监控对于防止严重故障至关重要。在本文中,我们通过实证研究了部署在欧洲 XFEL 粒子加速器中的 298 个自然老化的 FPGA 设备的传播延迟。根据现场测量,我们发现运行设备的开关频率明显慢于未使用的芯片,并且伽马和中子辐射剂量的增加与硬件退化的增加相关。此外,我们证明了开发机器学习模型的可行性,该模型基于历史和环境数据估计设备的开关频率。索引术语 — 嵌入式硬件、硬件退化、FPGA
摘要 — 本文件介绍了在 VHF 范围(30-300 MHz)频率下工作的直流-直流转换器设计的几个方面。设计考虑是在开关频率为 100 MHz 的直流-直流转换器的背景下进行的。详细探讨了栅极驱动器、整流器和控制设计,并提供了完整转换器的实验测量以验证设计方法。栅极驱动器是一种自振荡多谐振电路,可显著降低门控功率,同时确保半导体开关的快速开关转换。整流器是一种谐振拓扑,可吸收二极管寄生电容,并设计为在开关频率下呈现电阻性。该电路中储能元件(电感器和电容器)的尺寸很小,可实现快速启动和关闭,并具有相应的高控制带宽。这些特性在高带宽滞后控制方案中得到利用,该方案可在高达 200 kHz 的频率下调节转换器的开启和关闭。
谐振转换器通常采用比硬开关转换器更高的开关频率,即使开关能量稍微减少,也能降低设备的工作温度并提高电源效率。此外,较小的关断过压也有助于降低开关损耗。表 1 报告了不同功率水平下关断期间的过压。ACEPACK SMIT 有助于降低约 8% 的过压。
摘要 碳化硅 (SiC) MOSFET 属于宽带隙器件家族,具有低开关和传导损耗的固有特性。SiC MOSFET 在较高工作温度下的稳定运行引起了研究人员对其在高功率密度 (HPD) 功率转换器中的应用的兴趣。本文介绍了基于 SiC MOSFET 的两相交错升压转换器 (IBC) 的性能研究,用于调节多电飞机 (MEA) 中的航空电子总线电压。已经开发了 450W HPD、IBC 进行研究,当由 24V 电池供电时,可提供 28V 输出电压。提出了一种 SiC MOSFET 的栅极驱动器设计,可确保转换器在 250kHz 开关频率下运行,降低米勒电流和栅极信号振铃。峰值电流模式控制 (PCMC) 已用于负载电压调节。将基于 SiC MOSFET 的 IBC 转换器的效率与 Si 转换器进行了比较。实验获得的效率结果表明,SiC MOSFET 是重负载和高开关频率操作下的首选器件。关键词:高功率密度 (HPD)、交错升压转换器 (IBC)、多电飞机 (MEA)、峰值电流模式控制 (PCMC)、碳化硅 (SiC)
扬声器驱动器单电源电压 4.5V ~ 26V 内置 LDO 输出 5V(用于其他设备) 支持多种输出配置 BTL 模式:30W/CH,8 Ω,24 V BTL 模式:30W/CH,4 Ω,18 V PBTL 模式:60W/CH,4 Ω,24 V PBTL 模式:45W/CH,4 Ω,18 V PBTL 模式:60W/CH,2 Ω,18 V 扬声器性能 BTL 模式:30W/CH,8 Ω <1% THD+N@24V BTL 模式:30W/CH,4 Ω <1% THD+N@18V >90% 高效的 D 类操作无需散热器 节能的 D 类操作低空闲电流 <23mA 多种开关频率 AM避免主/从同步 300KHz 至 1.2MHz 开关频率 差分输入 四个可选的固定增益设置 内部振荡器 短路保护,带自动恢复 欠压检测 过压保护 爆音和咔嗒声噪音降低 可调自动增益控制或可调功率限制功能,用于保护扬声器 输出直流检测,用于保护扬声器 热折返控制 过温保护,带自动恢复