乘坐电梯时，您肯定希望平稳安全地从一层到达另一层。在电梯驱动中，精密的运动控制使电梯能够停在指定位置，并平稳地减速直到完全停止。缺乏精密的运动控制可能会导致电梯误停在两层之间，这会让乘坐电梯的人感到头晕不适或不安全。
机器人、计算机数控机器和工厂自动化设备都需要通过伺服驱动器进行精密的位置控制，此外在许多情况下还需要进行精密的速度控制，以便正确地制造产品并维护工作流程。
工业驱动器的诸多方面都对实现精密的运动控制很重要，精密运动控制涉及实时控制设计中的三个基础子系统，即感应、处理和驱动。本文将论述各个子系统的支持技术示例。
感应
缺乏精密的位置和速度感应，就无法实现精密的运动控制。感应可以包括电机轴角位置和速度感应或传送带线性位置和速度感应。设计人员经常使用增量式光学编码器，每转有几百到一千个槽，以感应位置和速度。这些编码器通常通过正交编码脉冲 (QEP) 连接到微控制器 (MCU)，因此需要 QEP 接口功能。
相比之下，绝对编码器的精度明显更高…
作者：Chen, Dillen
便携储能市场的快速增长带来了户外电源这一消费品类，并且随着消费者对用电需求增加，使得户外电源功率不断增大。为了保证户外电源的安全，电池管理系统（BMS）设计需要高度可靠，有些设计者会采用冗余设计来实现该需求。本文介绍一种户外电源BMS中的冗余设计策略，以避免单点失效。
BMS板上的主要用电设备有MCU、模拟前端、信号调理芯片、通信芯片等。其中，模拟前端由电池直接供电，而信号调理、通信、风扇、显示这些用电设备不直接影响系统安全，由降压芯片将电池转换为合适电压供电即可。MCU最为重要，它不仅用于接收、处理、传输数据，还用于直接下达保护指令，因此需要冗余供电，常见的冗余供电设计如下图1所示。
图1 户外电源BMS供电系统框图
图1显示MCU具备两路供电链路…
作者：Emma Wang
1. 介绍
C2000系列芯片在数字电源和电机控制中有着广泛的应用，在这些应用中，过流过压保护是必不可少的。传统的方法是使用外部比较器，但是会存在滤波电路不好设计，不同版本需要不同的BOM来提供不同的保护点等问题。本文针对所有第三代C2000芯片，比如F2807x/37x，F28004x，F28002x等，介绍C2000内部比较器的具体实践方法，并提供了与传统的外部比较器方法的比较，结果表明，使用C2000内部比较器的方法在效率和成本上都具备明显的优势。
2. C2000 内部比较器的介绍
TI 第三代C2000芯片全系列集成了带DAC的片内比较器，通过DAC设定阈值，与采样信号分别送到片内比较器的正负输入端做比较，由于DAC的集成，用户可以方便地修改比较的电压值。同时，C2000比较器内部集成数字滤波器，可以实现高性能的滤波…
作者：Ke, Shaoxing
摘要
随着新能源领域的发展, 在数字电源控制系统中要求功率密度高且转换效率高。其中,整机功率密度的提升，就需要提高开关频率, 大部分现有产品的开关频率在50k~200kHz。然而, 由于SiC/GaN器件的大面积推广与使用, 开关频率已经提升到500kHz，甚至1MHz。当系统的开关频率超过200kHz时，此时PWM脉宽的调节精度会变低, 这就需要使用高精度模式的PWM调制。我们把用于扩展传统ePWM模块的时间精度的模块, 称之为高精度PWM(High resolution PWM)。本文将对C2000 片上HRPWM模块的工作原理、使用方法和注意事项进行详细讨论，并以实际案例进行展示。此外，HRPWM模块也可以作DAC输出用来实现模拟信号的观测。
1.1 高精度PWM的MEP技术
C2000支持占空比、相移、死区和周期的高精度控制。HRPWM是在普通PWM模块上采用微边沿定位…
您是否希望学习 RS-485 收发器的设计教程？本文基于 TI E2E 社区中的常见问题提供了一些解答，对于任何希望详细了解此通信标准的人来说都是非常有用的资源。
有关隔离式 RS-485 收发器的具体信息，请参阅技术文章“有疑问？TI帮你汇总隔离型RS-485收发器的七大设计问题”。
1、何时需要 RS-485 总线端接，如何正确进行端接？
RS-485 总线端接在许多应用中都很有用，它有助于提高信号完整性并减少通信问题。“端接”是指将电缆的特性阻抗与端接网络相匹配，使总线末端的接收器能够接收最大信号功率。未端接或未正确端接的总线将出现失配的情况，从而在网络末端产生反射，导致整体信号完整性降低。
在网络的双向环路时间远大于信号位时间时…
RS-485 网络的许多信号完整性和通信问题都源于端接，这可能是因为缺少端接或端接不正确。在 RS-485 基础知识系列的这一部分，我将讨论何时不需要端接 RS-485 网络，以及在需要端接时如何使用标准（并联）端接和交流电 (AC) 端接网络。
如本系列上一部分所述，RS-485 收发器的驱动器必须能够在 32 个单位负载和两个 120Ω 端接电阻上驱动 1.5V。我在本文中没有提到这一点，但要说明的是，120Ω 端接电阻值来源于双绞线总线的差模特性阻抗。简而言之，线规、绝缘类型和厚度以及每单位长度的扭绞数都会影响高速数据信号“接触”的阻抗。该阻抗以欧姆表示，对于双绞线电缆，其范围通常为 100Ω 至 150Ω。RS-485 标准的起草者选择 120Ω 作为标称特性阻抗，因此为了匹配此阻抗，端接电阻器的默认值也为 120Ω。
端…
在许多工业和汽车应用中，保护接口收发器免受各种电过应力事件的影响是一个主要问题。瞬态电压抑制器 (TVS) 二极管常用于上述用途，因为它们可以通过生成低阻抗电流路径来钳制电压尖峰。
TVS 二极管的电气特性由几个工艺因素决定。这些参数与 TVS 电压、电流和额定功率相关，具有多种多样的数值，以适应各种应用。但通过查看元件数据表，就会发现选型并不简单。在本文中，我将讨论电压参数并展示哪种 TVS 二极管适用于 RS-232、RS-485 和控制器局域网 (CAN) 应用。当然，峰值脉冲功率耗散和峰值脉冲电流也是关键参数，它们决定了系统中的放电能力和静电放电 (ESD) 水平。但在这里，我将重点介绍电压。
TVS 电压参数 VWM、VBR 和 VC
当出现不需要的高压瞬变时，TVS 二极管应起到钳位的作用；当收发器在正常条件下工作时，它们也应该是“透明的”。因此，首先要查看数据表上的额定关断电压 VWM…
RS-485 接口因其稳健性和长距离通信能力而广泛用于工业应用。自 RS-485 标准于 1998 年推向市场以来，电子系统的尺寸和复杂性不断增加。许多终端设备（例如电机驱动器、PLC 和工业 PC）现在都需要高速 (>10Mbps) 通信。TI 的 THVD1550 是新款 TI RS-485 收发器，可支持高达 50Mbps 的数据速率。在本文中，我将向您展示如何评估 THVD1550 在这种高速传输下的功率耗散。这样，您可以了解功率消耗情况并评估系统的热性能。
要计算功率损耗，您可以将功率分成几个部分。成功评估每个部分后，将所有部分相加可得到总功率。当器件在没有外部负载的情况下上电时，该集成电路 (IC) 本身会消耗功率。如果您在其输出引脚上添加负载，该器件会提供驱动负载的功率。由于 RS-485 具有差分信号，负载…
在本系列的上一部分中，我介绍了何时需要端接 RS-485 网络以及如何实施标准和交流端接方案。在这一部分中，我将介绍处理空闲总线条件的两种常见方法，以便保证总线上的逻辑状态。
由于 RS-485 是一个多点拓扑网络并且无法处理争用，因此，有时候总线上的所有 RS-485 收发器都呈现高阻抗，并且没有主动驱动逻辑状态。这通常在一个节点完成消息传输后、下一个节点开始传输消息前发生。在此期间，由于安装了端接电阻，总线将具有 0V 差分信号。电子工业协会 (EIA)-485 标准规定，当差分电压 ≥+200mV 时，RS-485 接收器的输入阈值为逻辑高电平；当差分电压 ≤-200mV 时，RS-485 接收器的输入阈值为逻辑低电平。这意味着差分输入电压有一个 400mV 的不确定状态，如图 1 所示。
图 1：RS-485 接收器输入阈值
处理这种不确定状态的两种常见方法是：选择具有内置失效防护输入阈值的接收器，或者使用额外的外部电阻器在空闲总线上创建外部偏置…
在所有描述世界日益电气化的流行语中，有一个词十分亮眼：电流检测。如果电流检测技术不可靠、不准确且难以用于设计，那么在太阳能电池阵列、电动汽车 (EV) 充电站或机器人领域令人耳熟能详的创新几乎都不可能实现。
本文将介绍随着电气化应用发展而出现的四大设计趋势，以及用于提高系统电压、增强系统保护、实现遥测监测和缩减外形尺寸的电流检测技术。总的来说，电流传感器监测电气系统中的一项重要参数，即电流，这能够使系统在安全范围内尽可能高效地运行。
通过电流检测支持更高的系统电压
随着对效率的要求愈加严格，系统电压也随之增加，从而有助于提高效率。根据欧姆定律，在较高的系统电压下，可通过降低负载的电流来得到等量的功率，这有助于减少系统中的 I2R 损耗。电压愈高，系统可以愈发高效地传输大功率…
随着汽车的电气化和连接程度越来越高，抬头显示 (HUD) 的未来正在迅速改变。特别是，增强现实AR-HUD已成为智能驾驶舱设计的核心要素，有助于通过驾驶辅助和安全功能提升整体驾驶体验。设计下一代 AR-HUD 时，需要牢记几项技术要点。
视场 (FOV) 和虚拟图像距离
视场可能是 AR-HUD 解决方案的最重要参数之一，因为它会直接影响驾驶员所看到的图像的尺寸。DLP4620S-Q1 DMD 等 DLP® 技术可实现 15 度以上的视场，可为驾驶员在多个车道上投影信息。
虚拟图像距离指示图像的投射距离，以及驾驶员能看到前方多远距离的投影图像。由于驾驶员需要提前知晓道路障碍等情况，这在车速较高时特别重要。更重要的是，更长的虚拟成像距离（大于7.5m）可以极大的减小因为驾驶员目光在HUD与实际场景图像聚焦切换时 (Convergence…
1.何时必须隔离RS-485总线？
隔离可防止系统两个部分之间的直流电(DC)和异常的交流电(AC)，但仍然支持两个部分之间的信号和电能传输。隔离通常能够阻止电气组件或人员遭受危险电压和电流浪涌的伤害；用于保护人员的隔离称为增强型隔离。隔离可防止节点之间进行长途通信时形成接地回路。隔离还允许远高于RS-485标准所推荐的节点间通信接地电位差变化率。
2.可以把多少个节点连接到一条RS-485总线上？
为预估可能的最大总线负载数量，RS-485定义了一个假设术语“单位负载(UL)”，它代表约为12kΩ的负载阻抗。美国电子工业协会(TIA/EIA) RS-485标准强制规定最多能够为一条RS-485总线添加32 UL负载。我们使用输入电压除以漏电流得到的最坏情况下的性能比来计算一个节点的UL，如等式1所示。…
随着混合动力汽车 (HEV) 和电动汽车 (EV) 的数量在全球范围内持续增长，汽车研发人员也在不断创新以保持优势。混合动力汽车/电动汽车动力总成系统差异化历来就是重点关注领域，而现如今，混合动力汽车/电动汽车热管理或加热、通风和空调 (HVAC) 系统差异化对于市场佼佼者而言亦是不容忽视的领域。热管理系统消耗的功率在混合动力汽车/电动汽车中排名第二（仅次于动力总成系统），会直接影响续航里程。
数十年来，内燃机 (ICE) 一直在为汽车及其 HVAC 系统提供动力。在混合动力汽车/电动汽车中，由于尺寸限制或不使用内燃机，需要额外引入两个元件，这些元件在 HVAC 系统中起着关键作用：
在选购新车时，具有安全意识的消费者可以查看欧盟新车安全评鉴协会 (NCAP) 提供的评级，了解不同地区如何比较汽车的 NCAP 评级；作为发展路线图的一部分，Euro NCAP 一直致力于推动车内儿童存在检测计划。
从 2025 年开始，只有直接传感解决方案才能获得 NCAP 分数，因此会引导汽车制造商从间接传感方案（如开门逻辑、压力电容传感和不可靠的重量传感解决方案）转向采用单个 60GHz 雷达传感器的方案。
60GHz 雷达传感器提供更高的精度，与重量传感器和基于摄像头的替代方案等解决方案相比更具成本效益，后者在具有挑战性的现实照明条件下可能难以满足需求。TI 的 60GHz AWRL6432 雷达传感器等传感器支持车内传感，可检测车内（包括搁脚空间）是否存在儿童，并支持超低的系统物料清单成本，从而帮助您满足 Euro NCAP 设计要求。
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环顾我们当前日常生活中的 Bluetooth® 应用，我们有理由期待未来世界能够实现更高程度的互联。据蓝牙技术联盟（SIG）估计，蓝牙设备的年出货量将在 2026 年超过 70 亿。在医疗设备、玩具、个人电子产品、智能家居设备等领域，市场需要更高的蓝牙集成度。为满足该市场需求，富有创新精神的工程师将有机会大展拳脚。
蓝牙在医疗领域的发展趋势
蓝牙功能在医疗方面的应用越来越多，包括血糖监测仪、医疗传感器贴片，甚至还有智能牙刷。对于设计者来说，需要满足消费者对以下特性的需求：
蓝牙在个人电子产品领域的发展趋势
尽管游戏产品、玩具或遥控器等个人电子产品与医疗救生设备大不相同，但对集成蓝牙的特性要求则较为类似，包括：
如果您曾用过便携式 CD 播放器，大概率懂得CD 被划伤或弄脏后听到跳音的感受。或许，您也还记得 VHS 磁带的缠绕问题、磁带老化和图像质量差的体验。闪存作为一种经济实用的固态解决方案，淘汰了这些复杂的机械存储方式。
在如今的汽车行业，制造商可以通过使用微型雨刮器、喷水器、压缩空气和其他系统来解决摄像头和传感器的清洗问题。然而，由于这些解决方案价格昂贵且机械复杂度高，因此普及使用的可能性不大。
本文介绍的超声波镜头清洗 (ULC) 固态解决方案可实现摄像头和传感器的自清洗，并且具有成本效益。
鉴于镜头尺寸和材料繁多，实现 ULC 的结构方法也多种多样。那么，半导体如何发挥作用？尽管 ULC 可实现的功能不限于本文所述，为方便起见，本文将典型圆形摄像头上的水滴作为污染物进行演示。
要清洗镜头，可以施加一个力将水滴从镜头上排到视场 (FoV) 外，或者也可以通过施加大于表面张力的力将水滴雾化…
您可能听说过高音尖叫可以震碎玻璃，那么是否听说过尖叫可以清洗玻璃？借助精确受控的高频振动，超声波清洗技术便可以用于清洗玻璃表面。在雨天情况下，这项技术可以结合汽车的后置摄像头镜头自动检测并清除车窗雨滴，无需驾驶员操作。
在本文中，我将介绍超声波镜头清洗 (ULC) 技术以及该项技术如何帮助实现自清洗摄像头应用。
超声波镜头清洗技术如何工作？
我们先了解下相关的物理知识。所有物体都有一个固有频率，该频率大小取决于物体的分子结构和几何形状。如果以这个特有频率对物体施加能量，物体会产生振动或振荡。例如，以吉他弦的固有频率拨动吉他弦时，吉他弦会发生振动。同样，以酒杯的固有频率敲击酒杯时，酒杯也会发生振动。如果在某个材料上以其固有频率重复施加能量，输入波形会对其本身波形产生显著干扰，使其振幅增大，但仍保持在同一相位内。这一现象称为共振。
为了更好地理解共振，试想一下您正在推着某人荡秋千。在秋千恰好向后摆到最高点时向前推，可以让荡秋千的人荡得更高…
基于雷达的传感器集成电路 (IC) 得益于其远距离探测能力、高运动灵敏度和隐私保护的特性，成为一种常用的传感技术。凭借其高精度，雷达传感器广泛的应用在在汽车和工业市场中，例如盲点检测、碰撞检测、人员存在和运动检测等应用。
近年来，60GHz 和 77GHz 雷达传感器取代了 24GHz 雷达传感器，具有更高的分辨率、更高的精度和更小的外形尺寸。60GHz 和 77GHz 雷达频段还支持了多种新的应用，例如车辆中的儿童存在检测和医院中的老年人跌倒检测。
尽管具有雷达传感的独特优势，但高性能 60GHz 和 77GHz 片上系统传感器以前在功耗预算紧张的应用中会受到限制。IWRL6432 和 AWRL6432 等新型雷达传感器因采用低功耗架构使得功耗更低，可以支持在工业、个人电子产品和汽车应用中使用雷达。低功耗雷达内置休眠模式和提供高效的运行占空比…
随着电气化的普及，半导体创新使我们能够与电动汽车、可再生能源和其他高压系统安全可靠地进行交互。
随着世界各地的电力消耗持续增长，高电压技术领域的创新让设计工程师能够开发出更高效的解决方案，使电气化和可再生能源技术更易于使用。
“随着人均用电量的持续增长，可持续能源变得越来越重要，”TI 副总裁及高电压产品部总经理 Kannan Soundarapandian 表示。“以负责的方式管理能源使用非常重要。我们不能浪费任何一毫焦1的能量。这就是为什么高电压技术的创新是实现能源可持续的关键。”
随着电力需求的增加（在 2 秒内将电动汽车 (EV) 从 0mph加速到 60mph 需要大量的电池电量），电压也必须增加，以便尽可能减少热量损失。将电力从电池传输到电动汽车的牵引逆变器通常需要更高的电压来提高效率，其他众多高压系统也是如此。
虽然设计这些系统可能成本高昂且困难重重，但与通过传输线…
作者：Issac Hsu，德州仪器（TI）电池管理系统产品市场经理
随着电动汽车 (EV) 日益流行，如何在反映真实续航里程的同时让汽车更加经济实惠，成为汽车制造商面临的挑战之一。首先，这意味着需要降低电池包成本并提高其能量密度。电芯中存储和消耗的每瓦时能量都对延长续航里程至关重要。
电池管理系统 (BMS) 的主要功能是监测电芯电压、电池包电压和电池包电流。此外，鉴于 BMS 的高电压设计，需要测量高压域和低压域之间的绝缘电阻，从而捕捉电池结构中的缺陷并防止危险状况发生。
图 1：传统的 BMS 架构 (a)；具有智能电池接线盒 (BJB) 的 BMS 架构 (b)
图 1 展示了典型的 BMS 架构，其中包括电池管理单元 (BMU)、电芯监控单元 (CMU) 和电…
试想有一个可以弯曲和转动的机械臂，它的每个轴都配备了十分精准的电机驱动器、传感器或机器视觉，仿佛在演奏一曲运动交响乐。但如果没有“指挥”告诉系统的每个器件在何时该如何执行各自的操作，那么机械臂可能会发出刺耳的碰撞声和金属摩擦声。
在之前的实时控制系列文章中，我们探讨了用于感应、驱动和处理的实时控制 (RTC) 仪器。而要将它们贯穿起来需要借助“指挥”：实时通信。在本文中，我们将以基于实时通信和控制的工业 4.0 作为讨论的出发点。
推动自动化领域大数据发展的因素
受疫情影响，无人工干预的工厂运营模式广受欢迎。大数据（牛津词典将其定义为可以通过计算分析揭示模式、趋势和关联的超大数据集，特别是与人类行为和互动有关的数据集）的收集和适当分布可为数字孪生、计量、服务收费和预测性维护提供支持。例如，拥有可用的大数据能够监测机械臂的性能和系统运行状况…
如果您曾用过便携式 CD 播放器，大概率懂得CD 被划伤或弄脏后听到跳音的感受。或许，您也还记得 VHS 磁带的缠绕问题、磁带老化和图像质量差的体验。闪存作为一种经济实用的固态解决方案，淘汰了这些复杂的机械存储方式。
在如今的汽车行业，制造商可以通过使用微型雨刮器、喷水器、压缩空气和其他系统来解决摄像头和传感器的清洗问题。然而，由于这些解决方案价格昂贵且机械复杂度高，因此普及使用的可能性不大。
本文介绍的超声波镜头清洗 (ULC) 固态解决方案可实现摄像头和传感器的自清洗，并且具有成本效益。
鉴于镜头尺寸和材料繁多，实现 ULC 的结构方法也多种多样。那么，半导体如何发挥作用？尽管 ULC 可实现的功能不限于本文所述，为方便起见，本文将典型圆形摄像头上的水滴作为污染物进行演示。
要清洗镜头，可以施加一个力将水滴从镜头上排到视场 (FoV) 外，或者也可以通过施加大于表面张力的力将水滴雾化…
作者：Terry Liang
车载充电机（OBC）在整车下电后，为保证低功耗，包括主控MCU在内的绝大部分电路都处于休眠状态，此时需要一个低功耗的常待机唤醒模块，检测充电枪的插枪信号，来唤醒车载充电机主电路。本文将介绍基于TI MSPM0 MCU的唤醒方案，相对于传统方案，具有高兼容性，高可靠性，便于维护，更低功耗，以及小体积等优点。
在展开讲述前，我们需要简单了解一下国内比较通用的电动汽车的充电协议标准-GB/T 18487.1-2015（电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求）。
主要的充电握手步骤可以简单拆分成以下几点：
作者：Dylan Zheng
很多工业系统中常需要负电源供电，如双电源运算放大器、超声波扫描仪和自动化测试设备等。本文主要介绍如何通过同步Buck 变换器LMR54406实现可调负电压输出，该方案具有外围电路少，成本优等特点。
LMR54406是一款易用的同步Buck变换器，输入电压范围4V~36V，最大连续输出电流0.6A，非常适用于有宽压需求的工业应用。同时，其开关频率为1.1MHz，可以选用更小尺寸的电感；内部集成了软启动、补偿电路、过流保护和过温保护，大大节省方案体积。
如图1所示，通过将原有Buck的正输出端接到系统GND；将原有Buck的GND pin作为反向电压输出端；正电源输入端加入一个对系统GND的输入电容CBUCK，即可将现有的LMR54406由同步Buck变换器转变为Inverting Buck-boost (IBB)，提供负电压输出…
作者：Brian Li
MPY634是一款宽带宽、高精度、四象限模拟乘法器。其精确的激光微调特性使其易于在各种应用中使用。它的差分X，Y和Z输入使其在保持高精度的同时可以进行乘法、除法、开方等多种运算。精确的内部电压参考可精确设置比例因数。
本文对MPY634应用中需要注意的比例因数设置以及输入信号幅值问题进行了分析，然后介绍了两种基于MPY634的有效值电路实现方法并对这两种方法进行了对比分析。
图1 MPY634简化内部结构图
在实际应用中，MPY634会面临两大问题：
MPY634芯片默认的比例因数SF值为10，不论任何运算，涉及比例因数SF时，只需将SF引脚悬空，即可在运算中将SF值代入为10进行计算（注：该引脚实际测试电压值为-13V，并不是10V）。
根据规格书说明，可以通过在SF引脚和-Vs引脚中间串接电阻的方法改变SF值…
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