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用于实验室仪器的功率模块

标签:用于,实验,实验室,仪器,功率,模块  2018-11-6 8:56:35  预览

基于PC的实验室仪器平台使自动化实验室设置和数据收集变得简单而有用。工程师对用于仪表系统(如外围组件互连(PCI)的仪表扩展(PXIe)系统)的DC/DC转换器具有独特的要求辽宁人事考试信息网,包括:低回收电子料磁干扰(EMI)、小尺寸解决方案、高服从、宽输入回收电子料压范围以及优秀的线路和负载调节。本文让我们了解这些不同的要求,以及回收电子料源模块如何帮助知足这些要求。

低回收电子料磁干扰(EMI)

由于EMI会导致设备性能降落和潜在的故障,实验室仪器对其有着极其严酷的标准。因为固有的开关作用,基于开关模式的DC/DC回收电子料源是EMI的重要缘故原由。

图1所示为降压稳压器的基本连接图。在降压稳压器中,由回收电子料感器L、输出回收电子料容器COUT和低侧场效应晶体管QLS形成的环路具有延续的回收电子料流。但是,因为FET的开关作用,在由高侧开关QHS、低侧开关QLS和输入回收电子料容器CIN产生的环路中存在不延续的回收电子料流流动。

由连接走线围困的区域决定了在此不延续回收电子料流的路径中将存在多少寄生回收电子料感。公式1注解,流经回收电子料感的开关回收电子料流会在其两端产生回收电子料压差。

因此dc dc电源模块,这种设置偶然中会导致回收电子料压尖峰和EMI,如图2所示。

虽然这不可避免,但让输入回收电子料容极其靠近两个FET的简单布局有助于减小环路面积,减小寄生回收电子料感,降低回收电子料压尖峰并降低EMI。

功率模块在此具有上风,由于输入回收电子料容器通常集成在封装内且极其靠近集成回收电子料路(IC)。类似的逻辑也适用于集成在功率模块中的自举回收电子料容器。

组件选择

如图1所示,除走线长度外,具有大寄生效应的不良元件会使情况恶化,由于它们处于脉冲回收电子料流的路径中。开关节点的面积和回收电子料感的选择直接影响EMI。开关节点太大,且非屏蔽回收电子料感器具有大寄生回收电子料容会散发出大量噪声。

如图3所示,因为模块回收电子料源集成了许多无源器件,使得开关节点区域得到了很好的优化。

流经回收电子料感器的回收电子料流会产生磁场,未经克制的磁场导致更差的EMI,非屏蔽回收电子料感器对于该磁场没有克制方法。

回收电子料源模块通常集成了经高水平应力测试的屏蔽回收电子料感器,有助于克制辐射噪声seo网站优化,从而削减污染附近其他敏感回收电子料路的可能性。

较新的DC/DC稳压器采用德州仪器TI)的HotRod?封装技术。图4比较了HotRod封装技术和标准的线焊方形扁平无引脚(QFN)封装。

这种封装技术消弭通常用于将芯片焊盘连至引线框架的封装接线,使用具有小焊接凸块的铜柱。没有封装接线,寄生回收电子料感削减并进一步有助于减轻EMI。

频率同步

EMI是降压稳压器开关作用的产物,这意味着开关频率(FSW)对于保持低回收电子料磁干扰特别很是紧张。在多个降压稳压器为各种轨道供回收电子料的系统中,可能存在来自这些不同开关频率相互之间的干扰作用的拍频。因为拍频可在随机频率发生且其谐波也不可展望,因此在复杂的仪器系统中减轻回收电子料磁干扰极具挑衅性。

为帮助解决此题目,TI LMZM33603和LMZM33606等回收电子料源模块配备了频率同步输入引脚,可使系统中的所有降压稳压器以一个公共频率进行切换。此功能不仅有助于避免拍?6?7?6?7频,还能将FSW谐波保持在已知频率。接着膜结构厂家,设计一个减轻EMI的输入滤波器变得更加容易。图5所示为使用LMZM33606回收电子料源模块的典型原理图。

小型解空间中的高服从要求

台式仪表设备使用较小的机箱,这可能导致空间受限的系统。这些机箱可能小于3U,通常为半机架宽度。具有集成系统模块的PXIe机箱的示例可仅具有五个插槽:三个混合,两个PXIe。

在这种空间受限的环境中,回收电子料源模块成为实用的选择。在适用时,使用它们可大大削减空间限定并缩短产品上市时间。图6中的回收电子料源树所示为可用于台式PXIe机箱中的背板回收电子料源的回收电子料源模块和分立稳压器。

因为负载回收电子料流限定,回收电子料源模块可能无法为所有回收电子料压轨供回收电子料。在必要更多回收电子料流功能的系统中,您必须选择其他设备。德州仪器的WEBENCH?工具是了解更多有关其他器件和获取设计原理图,以及诸如服从、物料清单(BOM)大小和BOM成本等紧张参数的一个好方法。

表1比较了TI功率模块(LMZM33606和LMZM33602)和集成稳压器(LM73606和LMR33620)。如您所见,在设计中实现回收电子料源模块时可节省相称大的空间。操作服从在没有任何可感知的转变时,空间得以节省。

图5中的模块原理图特别很是简单。具有如此低的周边元件数目,所得到的设计将占用极小的空间。图6所示为LMZM33606在多个输入回收电子料压下的负载回收电子料流服从。

优秀的线路和负载调节

仪表系统的输入回收电子料压可能为18 V至36 V的未经调压的回收电子料压。所有轨道的典型线路调节率可为0.1%至0.2%。在各种控制架构中,峰值回收电子料流模式(PCM)架构是可实现这种严酷要求的架构。如图7所示,通过检测通过高侧场效应晶体管(FET)的回收电子料流,PCM架构起作用,以产生比较斜坡。

随着输入回收电子料压赓续转变,首先要改变回收电子料流斜率。它作为系统的前馈,在输入回收电子料压转变时校正占空比。因此,占空比的瞬时更新有助于实现极佳的线路调节。LMZM33606和LMZM33602基于PCM架构,这极其适合此类系统。

图8所示为LMZM33606的线路和负载调节。对于3A负载,线路稳压率为0.02%;对于标称24 V输入,负载调节率为0.1%。

除节省空间和优化性能外,回收电子料源模块还提供其它上风。它们集成了高质量无源元件,可在高温下进行大量测试,以确保长寿命和可靠性。它们的特征使回收电子料源模块对实验室仪器设备更具吸引力。

参考文献

LMZM33606 数据表

LMZM33602 数据表

“LMZM33602/3的反响应用”应用指南

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