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稳先微重磅发布汽车驱动芯片智能高边<span style='color:red'>开关</span>WS7系列

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稳先微重磅发布汽车驱动芯片智能高边开关WS7系列

　　近几年，新能源汽车高速发展，用车浪潮蔓延全球，我国新能源汽车占有量连续9年居全球前列，2023年全年市占率达37.7%，市场规模可观，并显现出以下特点：电车产品对比油车优势明显、消费者接受度高、市场规模庞大、发展潜力可观。伴随着电动化与自动驾驶技术的发展，汽车半导体行业也进而掀起一场革新，半导体对汽车的重要性与日递增，车身功能的叠加也促使业内将目光转向研发高集成度的芯片产品，出于新能源汽车渗透率的提高、维护成本的减少和市场需求的高度匹配，高边开关(高边驱动)成为电动汽车智能化、电控化的产品应用方向。　　在市场需求的基础上，深圳市稳先微电子有限公司(下称“稳先微”)重磅发布汽车驱动芯片新品——智能高边开关WS7系列，共计9款产品：单通道高边开关芯片WS型、双通道高边开关芯片WSD型和四通道高边开关芯片WSQ型，此次推出的产品具有优秀的过温、过流、欠压保护等性能，满足在汽车使用过程中对更高的安全性与稳定性的需求。　　高边开关WS7系列解决传统弱项，实现升级替代　　稳先微高边开关新品解决了传统保险丝和继电器带来的灵活性不足、功耗高以及容易造成EMC干扰等问题，在复杂的汽车电子系统中不仅能实现对负载的驱动与关闭，也能达成对负载的多功能、更高程度的保护与诊断，在电热丝加热、电力传输和功率传输这三大方面具备明显优势。　　高边开关WS7系列产品摒弃了汽车模块与蓄电池间单线制的传统连接，大大节约了两者之间的汽车线束，减少无效空间的占用，从而减轻车身重量，降低故障发生率。涉及到行车安全这一方面，高边开关能协助汽车的中央控制器实时掌控各个模块的运行状况，避免每一个模块受到电气环境干扰的风险，产品也在模块与模块之间共享保护和滤波模块，提供稳定、安全的能源，为各线路之间的信号传达“保驾护航”，因此，高度的安全性和可靠性是产品的核心优势，帮助新能源汽车向轻量化、高智能、高安全的发展方向升级。　　而随着新能源汽车三大发展方向的升级，应用到汽车的高边驱动产品数量在不断递增，对产品的集成度、可靠性、性能表现日益严苛。稳先微发布的单通道、双通道、四通道产品能够满足车企的研发需求，同时将不断进行产品迭代和功能创新，和广大车企商业伙伴共同进步，共创具有开拓性意义的新智能汽车时代。　　稳先微智能高边开关WS7系列的产品介绍　　稳先微的智能高边开关WS7系列通过不同通道数对汽车进行控制、诊断与保护，驱动12V汽车的接地负载应用，并发挥先进的保护、诊断功能，包括可配置闭锁功能的过热关断保护、动态过温保护、负载过流保护、高精度比例负载电流检测、输出过载和对地短路警报以及对VCC短路诊断和OFF状态开路诊断等。整个智能高边开关系列产品可用于驱动车身控制域中的各种阻性、感性及容性负载的驱动，涵盖了车内饰灯、头尾灯、座椅和方向盘及后视镜加热、电磁阀、门锁、电机等多种应用场景。　　选型与关键参数　　单通道高边开关芯片WS型：　　双通道高边开关芯片WSD型：　　四通道高边开关芯片WSQ型：　　稳先微发挥产业链上下游整合优势，掌握先进的垂直BCD工艺平台、平面BCD工艺平台、UHV工艺平台和SGT功率器件平台，具备丰富的数模混合设计能力和先进的封装设计能力，推出高功率、高性能、高稳定性的能量链保护芯片解决方案，产品覆盖汽车电子、工业电源、高端消费电子领域。于2021年成立无锡汽车电子创新中心，组建高水平的汽车芯片研发团队，服务于16家头部Tier1和19家知名车企，获得客户的一致好评。

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发布时间：2024-12-19 10:57 阅读量：166 继续阅读>>

江西萨瑞微电子：入门<span style='color:red'>开关</span>电源必备：功率<span style='color:red'>开关</span>管指南

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江西萨瑞微电子：入门开关电源必备：功率开关管指南

　　开关电源是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的核心部件是功率开关管，是一个至关重要的组件。它负责控制电流的导通和截止，实现电能的转换和调节。　　在众多功率开关管中，MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)因其优异的性能而被广泛应用。本文将详细介绍 MOSFET 的工作原理、特性、选型以及在开关电源中的应用。　　MOSFET的工作原理　　MOSFET 是一种电压控制型器件，通过栅极电压来控制漏极和源极之间的电流。它主要由栅极(G)、漏极(D)和源极(S)三个电极组成，其中栅极与源极之间由一层绝缘层隔开。　　当栅极电压为零时，MOSFET 处于截止状态，漏极和源极之间没有电流流过。当栅极电压超过一定阈值时，绝缘层下方会形成一个导电沟道，使得漏极和源极之间导通，电流可以流过 MOSFET。通过控制栅极电压的大小，可以调节导电沟道的宽度，从而控制漏极电流的大小。　　功率MOSFET的内部结构与电气符号如图下所示。图(a)给出的是具有双扩散结构的垂直沟道 MOSFET示意图，这也是最成功的产品设计之一。MOSFET 的电气符号如图(b)所示，其极性有N沟道和P沟道两种，其中N沟道功率MOSFET应用最多、功率 MOSFET的内部结构使其寄生了一个一极管，称之为体二极管。这个二极管具有和MOSFET相同的工作频率，可以作为高频整流管来使用。现今的同步整流技术就利用了这个体二极管。正常工作时、体二极管处于反向截止状态，不影响MOSFET的开/关操作。　　功率 MOSFET是增强型MOSFET，对于N沟道MOSFET，UGS施加正极性电压，产生漏极电流;对于P沟道MOSFET，UGS需要施加负极性电压才会产生极电流。　　功率MOSFET属于电压控制型半导体元件，当UGS施加一定的电压时，在源极和漏之间会形成较大的电流，这就是功率MOSFET的放大效应。下面以N沟道功率MSFET为例、介绍其工作原理。　　功率 MOSFET属于电压控制型半导体元件　　功率MOSFET的工作原理与特性曲线如图下所示。其中图(a)为工作原理，图(b)为转移特性曲线，图(c)为输出特性曲线。如图(a)所示，功率MOSFET工作时，需要施加正极性的UGS和UDS，只要在栅极施加一定的电压，就会在漏极产生较大的电流ID。由于MOSFET的输入阻抗很高，栅极电流极小，因此极电流ID与源极电流IS相等，通常将流过源极的电流也称为漏极电流ID，并以此来计算电路参数。　　功率MOSFET的栅极对源极电压(简称栅-源电压)UGS与漏极电流ID的关系曲线图(b)所示，该曲线称为MOSFET的转移特性。可以看出，当UGS从(0~UGSth)变时，漏极电流 ID始终为零、功率MOSFET 处于截止(关断)状态;当UGS大于 UGSth以后，随着UGS的增加漏极电流ID开始迅速增大，功率MOSFET处于导通状态。功率UGSth是功率MOSFET导通与关断的切换点电压，该电压叫做开启电压或值电压。MOSFET的开启电压通常在2~4V之间。　　功率 MOSFET的输出特性曲线如图 (c)所示，图中描述了栅-源电压 UGS、漏极电流ID与漏极对源极电压(简称漏-源电压)UDS之间的关系曲线。输出特性曲线可分为截止区、饱和区和电阻区三个区域。当UGS小于开启电压UGsth的时候，MOSFET处于截止区(关断状态)，此时漏极电流很小，并且不随UDS的大小变化，该电流被称为漏电流，通常用IDSS来表示。开关电源的功率开关管关断时就处于截止区。在电路分析计算时，可以认为漏电流为零。　　随着UGS升高，功率MOSFET开始产生更大漏极电流，进入导通状态。此时，如果较大，MOSFET将工作在图(c)所示饱和区。在饱和区的时候，漏极电流只与UGS大小有关，而与UDS大小无关。也就是说，此时极漏电流ID处于恒定电流状态，因此,饱和区也称为恒流区。　　功率 MOSFET的饱和区和双极型晶体管的放大区特性基本相同。如图(c)所示，通常用漏极电流ID的变化量ΔID与栅-源电压UGS的变化量ΔUGS的比值，来描述MOSFET的放大能力，称为正向跨导，常用gfs来表示。漏极电流ID越大的功率MOSFET，其正向跨导值gfs也越大。　　功率MOSFET进入导通状态时，如果漏-源电压UDS较低，MOSFET将处于电阻区如图(c)所示，该区域位于UDS=UGS-UGS(th)边界线的左侧。在该区域 MOSFET的漏极与源极之间呈现为固定电阻，该电阻被称为导通电阻，常用RDS(ON)来表示。如果漏-源电压UDS为零，则无论栅-源电压UGS为多少，漏极电流ID也会变为零。RDS(ON)的阻值与UGS的大小有关，因此该区域也称为可变电阻区或欧姆区。开关电源的功率开关管导通时就处在该区域。因此，即使漏极电流ID很大，也可通过选择较低RDS(ON)的功率MOSFET，来保持较低的导通损耗。　　功率MOSFET的使用注意事项　　(1)关于漏极电压　　在开关电源中，选择功率MOSFET时，首先要考虑击穿电压。由于MOSFET不存在二次击穿现象，电压余量可以选小一些，通常按MOSFET的击穿电压UDSS为功率开关管承受最大电压的1.2~1.4倍即可。　　(2)关于漏极电流　　由于多数功率MOSFET的最大漏极电流IDM为额定漏极电流ID的3~4倍，因此，电流余量也可以选小一些，通常选择MOSFET漏极电流ID为功率开关管的最大极电流的1.5~2倍即可。　　需要说明:功率MOSFET参数表中给出的额定漏极电流ID，通常是在其外壳温度T为25℃时的参数值。当MOSFET外壳温度升高的时候，其额定漏极电流ID将会下降。图给出了IRF840的漏极电流和外壳温度的关系曲线。可以看出，T为25℃时，ID为8A;当T为75℃时，ID下降为6A;当T为100℃时，ID下降为5A。这表明当功率MOSFET工作在高温环境时，应该选择额定漏极电流ID更大MOSFET，以便满足高温时的漏极工作电流要求。　　(3)关于导通电阻　　通常额定漏极电流ID较小的 MOSFET，其导通电阻RDS(ON),较大。在漏极电流较大的时候，功率开关管的导通损耗也会较大，为了降低导通损耗，应该选择导通电阻RDS(ON)较小的功率MOSFET。　　此外，导通电阻RDS(ON)还会随着漏极电流ID的增加而变大。图给出了IRF840的导通电阻和漏极电流的关系曲线。可以看出，当ID为5A时，RDS(ON)不到0.7Ω，当ID为10A时，RDS(ON)大约0.8Ω;当ID为20A时、RDS(ON)将达到1.2Ω 左右。　　(4)关于栅极电压　　前文说过，RDS(ON)的阻值与UGS的大小有关。但是，当UGS大到一定程度(一般为10V以上)，RDS(ON)的阻值基本不再变化。图也给出了UGS为10V和20V时RDS(oN)的阻值曲线，可以看出其差异不大。因此，功率MOSFET驱动电路的输出电压应该大于10V，通常选择为12~15V。　　(5)关于输入电容　　虽然功率MOSFET的输入阻抗很高，但其栅极G与源极S之间存在较大的输入电容。根据生产厂家和制造工艺的不同，输入电容C的容量差异也较大。为了提高开关速度，减小驱动电路的负载，应选择输入电容C较小的功率MOSFET。　　此外，为了提高开关速度，需要给输入电容快速的充放电，这就要求驱动电路能够提供很大的峰值电流，该电流通常可达1~2A，但持续时间通常不到100ns。这也说明，虽然功率MOSFET驱动电路的功耗很小，但仍然需要输出很大的峰值电流。　　(6)关于管壳温度　　和双极型晶体管一样。当功率MOSFET的管壳温度升高时，最大允许电流及功耗会明显下降。同时，高温也会使导通电阻RDS(ON)的增大，产生更大的导通损耗。因此，许多厂家在其器件参数表中直接给出了T为100℃时允许的漏极电流值或者给出了高温降额曲线。读者一定要根据功率开关管的实际工作温度来修正最大允许漏极电流ID的参数值。　　MOSFET 在开关电源中的应用　　MOSFET 在开关电源中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：　　1. 主开关管：在正激、反激、半桥、全桥等拓扑结构的开关电源中，MOSFET 作为主开关管，控制电能的转换。　　2. 同步整流管：在一些高效率的开关电源中，采用同步整流技术，用 MOSFET 代替二极管作为整流管，以降低整流损耗，提高效率。　　3. 辅助开关管：在一些开关电源中，需要使用辅助开关管来实现软开关、同步整流等功能。　　4. 保护电路：MOSFET 可以用于过流保护、过压保护等保护电路中，当出现异常情况时，及时切断电路，保护开关电源和负载。　　MOSFET 的驱动电路　　MOSFET 的驱动电路是开关电源中的重要组成部分，它负责将控制信号转换为合适的栅极电压，以控制 MOSFET 的导通和截止。驱动电路的设计需要考虑以下几个因素：　　1. 驱动能力：驱动电路需要提供足够的驱动电流，以确保 MOSFET 能够快速导通和截止。　　2. 栅极电：驱动电路需要提供合适的栅极电压，以保证 MOSFET 能够可靠地导通和截止。　　3. 隔离要求：在一些应用中，需要将驱动电路与控制电路进行隔离，以提高系统的安全性和可靠性。　　4. 保护功能：驱动电路需要具备过流保护、短路保护等功能，以保护 MOSFET 和驱动电路本身。　　结论　　MOSFET 作为开关电源中的关键组件，其性能直接影响到开关电源的效率、可靠性和成本。在设计开关电源时，需要根据具体的应用要求，选择合适的 MOSFET，并设计合理的驱动电路和散热方案。通过对 MOSFET 的深入了解和合理应用，可以设计出高性能、高效率的开关电源。

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发布时间：2024-12-17 15:06 阅读量：169 继续阅读>>

帝奥微：车规级多路<span style='color:red'>开关</span>检测接口(MSDI) DIA74124

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帝奥微：车规级多路开关检测接口(MSDI) DIA74124

　　随着汽车电动化和智能化不断的发展，汽车车身控制模块需要对包括门锁、车窗、各种传感器、内饰和外饰照明、雨刮器和转向灯等控制信号及时检测。　　在实际应用中，需要检测的数量有几十甚至上百个。针对该应用，帝奥微推出国内首款车规级多路开关检测接口(Multiple Switch Detection Interface)产品DIA74124，可满足汽车和工业应用中的多档位模拟开关和数字开关的检测，实现集成化且灵活的多开关检测解决方案。　　01.典型应用　　DIA74124是一款24通道MSDI器件，器件内置一个10位ADC和一个比较器，集成可配置6个档位的湿性电流功能，支持连续模式和轮询模式检测;内置电源自检、过压欠压报警、过温报警等功能，器件支持SPI数字接口。24通道输入信号均可承受-24V到40V的电压范围。器件采用TSSOP-38引脚封装，符合AEC-Q100规范，适用于汽车标准的Grade1温度范围(-40°C至125°C)。　　DIA74124可监控多达 24 路开关信号输入，其中 10 路输入可以配置用于接地或接电池的开关(IN0-IN9)。工作电压范围4.5V到36V。　　02.产品优势　　1.) 节省系统PCB尺寸50%以上　　DIA74124单芯片集成了湿性电流、ADC和比较器、多路复用开关，内置ESD保护等功能。多路开关信号检测电路外部分立元件器数量少。分立方案和MSDI方案对比如下：　　相比于分立方案，实现24通道开关信号检测方案优势如下：　　2.) 几十微安功耗轮询检测模式　　DIA74124支持两种检测模式：连续模式和轮询模式。　　在连续模式下，每个使能通道的湿性电流持续施加，如图5所示。而在轮询模式下，湿性电流施加于检测通道的时间可配置 64μs~2048μs 共13个档位，如图6所示。在连续或轮询模式下，当检测端口状态有变化时，DIA74124会根据用户设置产生中断，并上报给MCU。　　由于DIA74124具备灵活的通道检测和报警功能，极大释放了MCU在通道轮询检测方面的资源，支持将MCU配置为休眠状态。同时，芯片轮询模式下工作电流为几十微安，配合MCU的休眠模式可以达到系统级低功耗的效果。　　3.) 支持湿性电流　　DIA74124每路输入可配置6个档位的湿性电流：(0mA、1mA、2mA、5mA、10mA 和15mA)。使用较大档位的湿性电流能在开关接触点闭合瞬间，形成微弱电火花，烧蚀接触表面的氧化层和杂质，避免发生机械接触点闭合时开路。　　内置湿性电流源具有较高精度，随电源电压波动变化小，可以更灵活和精确的检测外部开关状态，特别是多档位模拟开关的状态。内置湿性电流，节省了外围分立器件电路，使得开发人员的电路设计和调试更简单。　　4.) 内置ADC和比较器　　DIA74124内置一个10-bit ADC转换器和一个比较器。ADC用于模拟开关信号检测，每一路可以在ADC满量程范围内根据应用设置2-5个检测阈值。比较器用于数字开关信号检测，可以设置4个检测阈值。每个通道根据应用都可配置为ADC或比较器检测方式。ADC也可用于系统电路中电源电压回采或者传感器模拟信号采样测量。　　ADC或比较器检测模式，均可将检测值或与阈值比较后的高、低状态分别存于指定寄存器，以便MCU通过SPI接口读取。　　5.) 检测口可承受高压和负压　　DIA74124工作电压范围为4.5V到36V，可以直接从车上12V供电。考虑汽车在12V电源跳变的复杂工况及需要满足ISO16750测试，DIA74124的24通道可承受-24V到40V的电压范围，输入信号通路上无需使用更多的防反和分压器件。器件还支持OTP，OVP，UVP保护功能。　　6.) SPI接口和中断功能　　DIA74124支持最高4MHz SPI接口。加上中断管脚和复位管脚，器件和MCU的通讯仅需要使用6个GPIO，大大减少了MCU的管脚使用数量。　　器件配合中断唤醒MCU功能，能实现更低功耗的整体系统方案。　　信号检测中，在第一次检测循环结束后产生第一个中断信号，在随后的检测周期中，开关状态变化、电源过压、欠压、芯片过温等均可被灵活设置为中断源，MCU可实时读取以上中断源的状态。　　03.　　主要功能特性　　Main Functional Features　　• 符合AEC-Q100规范　　• 供电电压范围：4.5-36V　　• 24通道输入信号可承受-24V到40V的电压范围　　• 可配置6档位湿性电流(0mA、1mA、2mA、5mA、10mA 和 15mA)　　• 支持连续工作模式和轮询工作模式　　• 器件内置10 bit ADC和比较器　　• 支持4MHz的SPI通信接口　　• 轮询模式下工作电流几十微安　　• 封装尺寸: TSSOP-38　　高性能模拟开关和IO扩展器件作为帝奥微信号链的“硬核”产品之一，经过不断的技术升级与突破，产品众多，性能优越，国内市占率第一。目前已经量产的产品包含通用模拟开关、高速MIPI开关、高速USB开关、高保真音频开关等。DIA74124已经正式送样，广泛应用于汽车BCM/ZCU/BMS等产品上多路信号检测，也可应用于工业IO模块等产品。

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发布时间：2024-12-11 11:02 阅读量：235 继续阅读>>

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帝奥微新一代2通道交叉开关DIO1521

　　随着智能手机设计向轻薄化方向发展，越来越多的厂商选择逐步取消3.5mm耳机孔，转而采用Type-C接口来支持模拟音频输出。手机厂商通过取消耳机孔可以获得更大容量的电池以及更多的传感器，并能够为更复杂的摄像头模组腾出空间，还进一步推动了手机外观的简洁与轻薄化设计。　　此外，Type-C接口不仅能够传输数据和充电，还支持音频传输，减少了物理接口的数量。同时，Type-C接口的设计更容易实现防水功能，提升了手机的耐用性。　　针对手机Type-C模拟耳机方案，帝奥微既可以提供集成的DIO448X系列产品方案;也可以提供极具性价比的DIO1521+DIO32020的分立方案。　　DIO1521+DIO32020分立方案：手机检测插入设备通过CC引脚检测实现。当CC1和CC2都检测到Ra时，CC逻辑芯片会通知CPU有Type-C模拟耳机插入，然后通过GPIO控制DIO32020将Type-C的DP/R, DN/L打到Audio的左右声道，控制DIO1521将SBU1信号和SBU2信号打到GND信号和MIC信号。　　DIO1521是一款超小导通内阻、12V直流耐压、带OVP保护功能2通道交叉开关，可以用于Type-C耳机分立方案MIC和GND信号正反插的切换。由于SBUx引脚与VBUS引脚比较接近，DIO1521支持12V DC直流耐压和OVP保护功能，可以很好的防止VBUS与SBUx引脚短路造成后端系统的损坏。另外，DIO1521还支持±25V的浪涌保护功能，可以防止Type-C接口浪涌对系统的冲击。　　DIO1521主要参数　　工作电压范围：2.3V~5.5V　　-3dB带宽：180MHz(Typ)　　导通内阻RON(SBU1/SBU2)：0.85/0.65Ω(Typ)　　SBUx引脚的OVP保护电压：4.2V　　SBUx引脚直流耐压高达12V　　支持±25V的浪涌保护　　支持1.2V GPIO控制　　THD+N : -90dB　　串扰: -110dB　　隔离度：-105dB　　封装：QFN1.8*1.4-10　　应用框图　　主要性能　　12V DC直流耐压　　DIO1521的SBUx引脚可以支持12V DC直流耐压，能够有效防止VBUS与SBUx引脚短路造成系统损坏。　　OVP保护功能　　DIO1521的SBUx引脚带OVP保护功能，当SBUx引脚超过4.2V(Typ)时，开关迅速(实测仅255ns)关断，防止后级电路出现损坏。　　浪涌保护功能　　DIO1521的SBUx引脚支持±25V的浪涌保护，可以有效防止浪涌电压对系统造成损坏。　　帝奥微的模拟开关产品在国内市场处于领先地位，广泛应用于消费电子、通信、工业和汽车等领域。未来，帝奥微计划推出具有更多创新性和差异化的模拟开关产品，进一步巩固其在模拟集成电路领域的竞争优势。

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发布时间：2024-10-10 13:43 阅读量：570 继续阅读>>

Littelfuse：高级EL2轻触<span style='color:red'>开关</span>为高效应用提供SMT和IP67设计

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Littelfuse：高级EL2轻触开关为高效应用提供SMT和IP67设计

　　Littelfuse宣布推出C&K开关EL2系列轻触开关。这些标准尺寸的密封表面贴装技术(SMT)轻触开关专为通用开关应用而设计，为各种电子设备提供增强的性能、更高的元件密度和更高的可靠性。　　EL2系列轻触开关因其市场标准尺寸设计、IP67级密封和在各种应用中的多功能性而脱颖而出。EL2系列的高度为3.5和5.2毫米，轻触时的驱动力为2牛，启动开关时的压力为3.5牛，可确保无缝集成到现有设计中，同时在多尘环境中提供卓越的接触可靠性。　　EL2轻触开关具有以下主要功能和优势：　　市场标准尺寸设计：确保易于集成到各种应用中;　　IP67密封：提供高接触可靠性，防止灰尘和水进入;　　J形弯曲SMT封装：使用典型拾放机器进行标准组件安装;　　经济高效：非常适合大批量应用。　　“Littelfuse工程师致力于解决与客户独特应用的布局尺寸相关的问题，以及特定环境和电气负载的限制。”电子业务部工程技术开发经理Gavin Xu表示，“EL2展示了工程师的高水平设计理念和产品管理团队的精心规划。EL2的稳定性和可靠性非常适合医疗、高精度仪器、消费电子产品和其他行业的应用。”　　EL2系列轻触开关非常适合：　　消费电子产品：小家电、白色家电;　　工业应用：自动化、机械、智能仪表、服务器;　　运输：两轮车;　　EL2系列具有200,000次循环的生命周期和IP67等级，可确保在各种应用中的长期可靠性和性能。C&K轻触开关产品组合增加了EL2系列，以极具竞争力的价格满足基本轻触开关要求和IP67级密封的需求。紧凑型EL2系列轻触开关为设计人员提供将开关融入标准和苛刻应用的灵活性。

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发布时间：2024-09-24 10:04 阅读量：589 继续阅读>>

稳先微：WS7140S单通道高边智能<span style='color:red'>开关</span>

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稳先微：WS7140S单通道高边智能开关

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发布时间：2024-09-09 13:43 阅读量：862 继续阅读>>

干货！<span style='color:red'>开关</span>电源中各元件拆解分析

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干货！开关电源中各元件拆解分析

　　开关电源(Switch Mode Power Supply，简称SMPS)，又称开关电源、开关变换器，是一种高频功率变换装置，是电源的一种。其功能是通过不同形式的架构，将某一电平的电压转换为用户所需的电压或电流。普通电源的作用是将输入的交流市电( AC110V /220V) 通过隔离开关降压电路转换成硬件所需的几种低压直流电源：3.3V、5V、12V、-12V，并提供具有 5V 待机 (5VSB) 关闭功能的计算机处于待机状态。因此，该电源同时配备了高压和大功率元件。　　电源转换过程为交流输入→ EMI 滤波电路→整流电路→功率因数校正电路(有源或无源PFC)→功率级初级侧(高压侧)开关电路转换成脉冲电流→主变压器→功率级次级侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(如磁放大电路或DC-DC 转换电路)→滤波器(平滑输出纹波，由电感和电容组成)电路→监控输出的电源管理电路。　　下面介绍交流输入端EMI滤波电路的常用元件。　　交流输入插座此处首次检查外部交流电源输入。首先，在交流输入端加装二阶 EMI ，以阻挡来自电源线的干扰，防止电源工作时产生的开关噪声通过电源线传播并干扰其他用电设备。(EMI) (电磁干扰) (EMI) (电磁干扰) ( 滤波器(滤波器)的低通滤波目的是将交流电中包含的高频噪声旁路或引导至地线，只允许波形大约60Hz才能通过。　　上图中间是一个集成 EMI 滤波器电源插座，滤波器电路完全包含在一个铁盒内，可以更有效地防止噪声泄漏。由于没有金属外壳，深埋式内置EMI滤波器的电源会泄漏一些噪声，因此左侧插座上仅添加Cx和Cy电容(稍后介绍)。EMI 滤波器电路经常在主电路板上实现。如果主电路板上的EMI电路区域是空的，则该区域的元件已被移除。由于目前12cm风扇的电源内部面积不足以容纳集成 EMI 滤波器，因此大部分采用照片左右两侧的方案。　　X电容(Cx，又称跨线滤波电容)该EMI滤波器电路的目标是通过在火线 (L) 和中性线 (N) 之间桥接电容器来降低电源线的低正常噪声。　　外观呈方形，如图所示，上面写有字母X或X2。　　Y电容(Cy，又称线路旁路电容)为了最大限度地降低高常模和共模噪声，Y 电容器连接在浮动地 (FG) 和火线 (L)/零线 (N) 之间。　　电脑电源中的FG点与图中的金属外壳、地线(E)、输出端0V/GND相连，所以当地线不接时，会通过两个串联连接——连接的电线。当人体接触Cy电容时，它会分压输入电源一半的电位差(Vin/2)，可能会感应出电感。　　共模扼流线圈(交联电感)　　为了消除电源线的低通共模和射频噪声，共模扼流线圈与滤波器电路中的火线(L)和零线(N)串联。一些电源的输入线采用环绕磁芯的设计，可以将其视为基本的共模扼流圈。它有环形和方形的形状，类似于变压器，并且可以看到一些裸露的线圈。　　L/N线和地线E之间的噪声被称为共态噪声，而L和N线之间的噪声被称为常态噪声。EMI滤波器的根本目的是消除和阻挡这两类噪声。EMI滤波电路之后是瞬态保护电路和整流电路，常用元件如下。　　保险丝当流过保险丝的电流超过额定限值时，保险丝将熔断，保护与后端电路的连接。电源中使用的保险丝通常是快断型，但最好是防爆型。该保险丝与标准保险丝的主要区别在于，外管是米色陶瓷管，内含防火材料，可防止熔断时产生火花。　　照片顶部的固定式(两端直接套上线座并焊接到电路板上)和图片中间的可拆卸式都是安装在电路板上的(用金属夹固定)。热熔断器是下面的方形元件。此保险丝连接在功率元件的大功率水泥电阻或散热器上。主要用于防超温，防止因过热而导致元件损坏或故障。该保险丝还可与电流保险丝配合使用，提供针对电流和温度的双重保护。　　负温度系数电阻(NTC)电源接通时，电源高压端的电解电容处于无电状态。充电过程中会出现过大的电流浪涌和线路压降，可能导致桥式整流器和其他组件超过其额定电流并烧毁。当 NTC 与L或N线串联时，其内阻可以在充电时限制电流，而负温度系数意味着其阻值随着温度升高而减小，因此当电流流过本体时，电阻减小。为了减少不必要的功耗，电阻值会随着温度升高而逐渐减小。　　大部分成分是黑色和深绿色的球状饼状成分。然而，当电源在预热状态下启动时，其保护作用被忽略，即使阻抗可以随温度降低，仍然消耗少量的功率。因此，当今大多数高效电源都采用了更复杂的瞬时保护电路。　　金氧压敏电阻(MOV)　　在保险丝的背面，压敏电阻连接在火线和地线之间。当两端电压差小于其额定电压值时，本体呈现高阻抗;当电压差超过其额定电压值时，本体电阻迅速下降。估计LN和前端保险丝之间存在短路，由于短路产生的电流，前端保险丝将熔断以保护后端电路。当主体承受过大的电力时，它偶尔会自毁，以提醒用户设备出现问题。　　它常见于电源的交流输入端。当输入交流过压时，保险丝能及时熔断，防止内部器件损坏。其颜色和外观与Cy电容非常相似，但元件上的文字和型号可以区分。　　桥式整流器内部桥式整流器中有四个二极管交替连接。它的工作是对输入交流电进行全波整流，供后端的开关电路使用。　　其外观和尺寸将根据组件的额定电压和电流而变化。有些电源会将其安装在散热器上，以帮助散热并确保长期稳定性。整流后进入功率级原边开关电路。本节的元件定义了电源各通道的最大输出能力，是一个关键元件。　　开关晶体管它根据控制信号导通和关断，决定电流是否流过，作为开关电路中的非接触式快速电子开关，在有源功率因数校正电路和功率级原边电路中起着至关重要的作用。　　电源中的传统N MOSFET(N型金属氧化物半导体场效应晶体管)如图上半部分所示，而NPN BJT如图下半部分所示(NPN型双结晶体管)。根据开关元件的电路组成，可以产生不同的功率级拓扑，例如双晶正激型、半桥型、全桥型、推挽型等。开关也用于要求高效率的电源。同步整流电路和DC-DC 降压电路均采用晶振。　　变压器由于采用变压器分离高低压，利用磁能进行能量交换，故称为隔离开关降压电源。不仅可以避免高低压电路发生故障时的漏电危险，还可以轻松产生多种电压输出。由于工作频率高，变压器的体积比标准交流变压器小。　　由于变压器是电力传输通路之一，目前的大输出电源均采用多变压器设计，以防止单个变压器饱和而限制功率输出。辅助电源电路和用于信号传输的脉冲变压器显示在镜头的顶部，而主电源变压器和环形次级侧调节变压器显示在底部。　　采用变压器作为隔离边界时，副边的输出电压远低于原边，但仍需经过整流、调整、滤波、平滑等电路后才变为原边。计算机部件所需的各种电压的直流电压。　　二极管根据各部分的电路要求和输出大小，电源内部采用不同的类型和规格。除传统的硅二极管外，还有肖特基势垒二极管(SBD)、快恢复二极管(FRD)和齐纳二极管(ZD)。等等。　　插图描述了最常见的二极管封装。SBD用于功率级的次级侧，对变压器输出进行整流，ZD用作电压基准。FRD主要用于有源功率因数校正和功率级的初级侧电路;SBD用于功率级的次级侧，对变压器输出进行整流，ZD用作电压基准。　　电感器根据磁芯的结构、电感值以及在电路上的安装位置，电感器可用作交流电路中的储能元件、磁放大器电路中的电压调节元件以及次级侧整流后的输出滤波。　　图中的电感器有环形和圆柱形状，漆包线的匝数和厚度根据电感值和载流能力而变化。　　电解电容电容器与电感器一样，可用作能量存储器件和纹波平滑器。电源原边电路采用高压电解电容，承受整流后的高压直流;次级电路采用大量耐高温、长寿命、低阻抗电解电容，减少输出下电解电容持续充放电带来的损耗。　　照片下部的高压电解电容用于初级侧，下部电压较低的部分用于次级侧和外围控制电路。由于电容器中化学物质(电解质)的关系，工作温度对电解电容器的寿命有显著影响。这样一来，所采用的品牌和系列的电解电容就能长期使用，同时还能保持电源良好的散热性能。决定电源的稳定性、可靠性以及使用寿命。　　电阻器为了避免触电，使用电阻来限制流过电路的电流，并在电源关闭后释放电容器中存储的电荷。　　左侧的大功率水泥电阻器可以承受显着的电涌，而右侧的普通电阻器有一个颜色代码来指示其电阻值和不准确度。如果没有控制电路，由上述部件组成的电路将无法执行其工作，并且必须随时监视和调节每个输出。为了保护计算机部件的安全，如果出现任何异常情况，应立即关闭输出。　　各控制IC例如PFC电路、功率级原边 PWM 电路、PFC/PWM集成控制、辅助电源电路集成器件、电源监控管理IC等，都是根据其安装位置和在电源中的应用等来分类的。　　对于PFC电路来说，电源可以通过采用有源功率因数校正电路调节来维持指定的功率因数并限制高次谐波的发展。功率级原边 PWM 电路：作为功率级原边开关晶体驱动器，具有 PWM (脉宽调制)信号生成和功率输出状态占空比管理(Duty Cycle)。常见的PWM 控制IC有UC3842/3843系列等。集成PFC/PWM控制：通过将两个控制器组合在一个IC中，可以简化电路，减少元件数量，缩小体积，降低故障率。例如CM680X系列是一款PFC/PWM集成控制IC。　　辅助电源电路集成组件：辅助电源电路在电源切断后必须继续输出，因此必须是一个独立的系统。由于输出瓦数不需要太高，所以采用业界低功耗集成器件，如PI的TOPSwitch系列作为核心。　　电源管理和监控每个输出的 UVP(低电压保护)、OVP(过压保护)、OCP(过流保护)、SCP(短路保护)和 OTP(过温保护)由我知道了。设定值后关闭并锁定控制电路，停止电源输出，待故障排除后恢复输出。　　除了上述元件外，制造商还可以根据需要添加其他IC，例如风扇控制IC。　　光耦光耦合器主要用于高压和低压电路之间的信号传输，它们保持电路隔离，以防止发生故障时两个电路之间出现异常电流，从而损坏低压组件。其想法是利用发光二极管和光电晶体管通过光发送信号，并且由于它们之间没有电路连接，因此两端的电路可以保持隔离。

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开关电源

发布时间：2024-08-26 13:51 阅读量：543 继续阅读>>

一键<span style='color:red'>开关</span>机电路的4种设计方案

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一键开关机电路的4种设计方案

　　方案一：电路图　　一键开关机电路分析如下：　　电路工作流程如下：　　Key按下瞬间，Q2、Q1导通，7805输入电压在8.9V左右，7805工作，输出5V电压给单片机供电。　　单片机工作后，将最先进行IO口初始化，IO1设为输入状态，启用内部上拉;IO2设为输出状态，输出高电平。这时Q2、Q3导通，LED1发光，7805能够正常工作，单片机进入工作状态。　　当Key再次按下时，检测IO1电平为低，单片机可以通过使IO2输出低电平，Q2、Q3不导通，此时7805输入电压几乎为0，单片机不工作，系统关闭。　　方案二：电路图　　原理很简单，Q1,Q2组成双稳态电路。由于C1的作用，上电的时候Q1先导通，Q2截止，如果没按下按键，电路将维持这个状态。Q3为P沟道增强型MOS管，因为Q2截止，Q3也截止，系统得不到电源。　　此时Q1的集电极为低电平0.3V左右，C1上的电压也为0.3V左右，当按下按键S1后，Q1基极被C1拉到0.3V，迅速截止。　　Q2开始导通，电路的状态发生翻转，Q2导通以后将Q3的门极拉到低电位，Q3导通，电源通过Q3给系统供电。 Q2导通后，C1通过R1,R4充电，电压上升到1V左右，此时再次按下按键，C1的电压加到Q1基极，Q1导通，Q1集电极为低电平，通过R3强迫Q2截止，Q3也截止，系统关机。　　整个开关机的过程就是这样。如果要求这个电路的静态功耗低，可以全部采用MOS管，成本要高点，电路如下图，原理都是一样的，双稳态电路。　　方案三：电路图　　单键实现单片机开关机　　控制流程,按下按键,Q1导通.单片机通电复位,进入工作。　　检测 K-IN 是否低电平,否不处理.是单片机输出 K-OUT 为高电平,Q2导通,相当于按键长按.LED指示灯亮。　　放开按键,K-IN 经过上拉电阻,为高电平.单片机可以正常工作。　　在工作期间,按键按下,K-IN 为低电平,单片机检测到长按1秒,K-OUT 输出低电平,Q2截止.LED指示灯熄灭.放开按键,Q1截止,单片机断电。　　通过软件处理,可以实现短按开机,长按关机。　　单片机用PIC16F84A，通过简单的程序演示，证实此电路的可行性。这种电路如果这样用,是体现不出它的优点,用到开关电源控制,控制光耦.可以做到完全关断电原,实现零功耗待机.有些打印机上就是用这种电路。方案四：用 CD4013 构建的电路　　CD4013电路关断时已经把后面电路切断了，而4013本身的电源不需关闭，COMS电路静态工作电流极少，1uA以下，可以忽略不计。用 4013 的电路对电源范围适用较广，3~18V都没问题，电路唯一需调整的就是根据电源电压和负载电流适当更改R1的值。开关管可使用MOSFET，效果更佳。

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开关机电路

发布时间：2024-08-22 13:25 阅读量：357 继续阅读>>

全链国产，全系覆盖，全面认证！纳芯微高边<span style='color:red'>开关</span>系列重磅发布！

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全链国产，全系覆盖，全面认证！纳芯微高边开关系列重磅发布！

　　纳芯微今日宣布推出高边开关产品系列NSE34XXXS/D/Q和NSE35XXXS/D，其具备行业领先的带载能力和完善可靠的诊断保护功能，适用于驱动车身BCM等系统中各类传统的阻性、感性和卤素灯负载，同时也充分适配区域控制器ZCU中一/二级配电下常见的大容性负载。　　产品亮点　　•依托全国产化自主可控供应链设计和制造，在单车用量最大的汽车模拟芯片品类上，实现“全链国产”。　　•提供1/2/4通道选择，提供同时兼容PSSO-16/PSSO-14的封装选择，导通电阻范围横跨8mΩ至140mΩ，满足“全系覆盖”。　　•符合AEC-Q100-012短路可靠性能力Grade A、ISO7637/ISO16750、CISPR25-2021 Class 5等多种测试要求，完成“全面认证”。　　产品能力详解　　电流/通道/封装 — 灵活可选　　纳芯微推出的高边开关系列提供1/2/4通道选择，导通电阻范围为8mΩ至140mΩ。客户可以根据不同负载大小灵活选择最适合的产品，从而优化系统性能和可靠性。　　阻/容/感各类负载 — 轻松应对　　◆ 阻性负载：额定通流带载能力　　高边开关应用中，芯片的额定通流能力是选型的最重要考量之一，其本质是考验高边开关芯片的自身阻抗大小及封装散热能力。阻性负载，如座椅加热中的电阻丝，对芯片的额定通流能力有明确的指标要求。以下汇总了纳芯微高边开关各产品型号的额定负载性能参数(测试环境:TA=85℃)：　　◆ 容性/卤素灯负载：浪涌电流应对能力　　在汽车系统中，启动容性负载和冷态卤素灯时常会面临高浪涌电流的严峻挑战。纳芯微高边开关系列凭借业内领先的过流保护能力，能够有效应对各种浪涌电流。以NSE35系列为例，以下是其能够稳定驱动的容性负载大小和卤素灯类型(TA=-40℃)　　◆ 感性负载：过压钳位保护能力　　电磁阀、雨刮器、继电器等感性负载也是汽车电子系统中常见的负载类型。在感性负载关断时，由于路径上需要续流，高边开关的输出会出现几十伏、甚至更大的与感性负载退磁能量正相关的负电压，这会给内部功率MOSFET的漏-源极带来巨大的电应力。如果无过压保护措施，功率MOSFET可能会面临损坏的风险。因此，纳芯微高边开关全系集成了针对感性负载的过压钳位保护，以确保在各种应用场合下系统的稳定安全运行。　　可靠性/电磁兼容性 — 饱和验证　　纳芯微高边开关通过了一系列应用方面的测试，可确保该产品系列在各种场景下的稳定性和可靠性，包括但不限于：　　•符合AEC-Q100标准的车规可靠性测试要求　　•符合AEC-Q100-006标准的车规可靠性加严测试要求　　•符合AEC-Q100-012标准的开关器件短路测试要求：短路寿命大于一百万次，达到Grade A　　•符合ISO 7637/ISO 16750标准的电源瞬态抗干扰测试要求　　•符合CISPR 25-2021 Class 5标准的EMI测试要求　　车身域控制器应用的未来，纳芯微与您同行!在现代汽车的电气化和智能化进程中，车身域控制器作为核心模块，扮演着愈发重要的角色。　　从供电管理到功率驱动，纳芯微可为客户提供包括高边开关在内的完整车身域控制器半导体解决方案，覆盖各个关键环节，实现了智能配电与功能整合，支持灵活的软件配置和整车智能诊断，助力汽车客户在智能化发展道路上稳步前行!

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发布时间：2024-08-19 14:59 阅读量：587 继续阅读>>

稳先微：赋能自动驾驶，高边<span style='color:red'>开关</span>WS7系列的潜在应用与优势

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稳先微：赋能自动驾驶，高边开关WS7系列的潜在应用与优势

　　今年5月，一批搭载高智能化系统解决方案的无人驾驶出租车落地武汉成为焦点话题，至7月，自动驾驶出行服务已经扩展至多个城市试运营，无人车项目再次登上热搜，并围绕自动驾驶、智能座舱等未来出行方式的革新展开热议。　　自动驾驶　　自动驾驶是新能源汽车智能化的重要发展方向，也是汽车产业电子电气架构优化升级的关键体现，核心技术聚焦于传感器、人工智能算法、高精度地图与定位、车联网与V2X技术。　　在自动驾驶对自动化水平的分级标准中，L3级别是汽车自动化进程的关键节点，它意味着车辆可基本脱离人为操控，在条件允许下完成所有驾驶操作。达到L3及之后的级别，高阶智驾相较传统汽车将导入更多智能化零部件，这些零部件主要负责感知(摄像头、雷达等)、决策(域控制器)、执行环节(线控底盘、负载)，配套传感器和电控化负载的数量随之增加，汽车电气架构也更加复杂。　　基于智能驾驶商业化的发展趋势，提升智能驾驶的运行效率，轻量化整车电气架构是实现降本增效的关键之一。据《2024中国新能源汽车产业发展趋势报告》，当前国内电动、智能增量零部件的渗透率不均，如车载摄像头的渗透率达57%，激光雷达、HUD全挡玻璃的渗透率却不到20%，可预见到，智能驾驶商业化的发展将推动这些零部件的渗透率呈不同程度的增长。　　在轻量化的电气架构平台中，HSD(High-Side Driver)智能高边开关能够替代传统继电器的应用并提供先进、及时的保护与诊断功能，实现控制负载的驱动与关闭。对比传统保险丝与继电器，高边开关产品具有响应速度快、低功耗、控制灵活等显著优势。　　综上所述，智能驾驶商业化的发展使得车载传感器与负载数量增多，并通过优化电气架构以实现轻量化运行。稳先微的智能高边开关WS7系列推出13款单通道、双通道和四通道产品，提供10~140mΩ导通阻抗，用于驱动车身控制域中的各种阻性、感性及容性负载的驱动，能够满足不同负载的应用需求。　　图 | HSD高边智能开关WS7系列产品选型　　图 | 9款WSxxxxAD系列高边开关　　图 | 4款WSxxxxAF系列高边开关　　在芯片设计上，WS7系列产品选用更可靠的单芯片设计方案，降低自身故障率，提高智能驾驶的安全性与稳定性。此外，稳先微也针对行业发展不断对产品迭代升级，为汽车终端市场输送更多适配智能化、电控化应用发展的芯片产品，满足客户多样化需求，提供更具优势的芯片解决方案，推动自动驾驶技术应用的进步与发展。

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发布时间：2024-08-08 09:59 阅读量：548 继续阅读>>

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CDZVT2R20B	ROHM Semiconductor
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TPS63050YFFR	Texas Instruments
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