Author: Haiwen Huang

 

伴随着我国经济的发展，近年来颜值经济一直升温，普通的美容护肤产品已经不能够满足消费者对美容护肤的需求，因此比普通护肤品见效更快、比医美保养，价格更低的家用美容仪逐渐受到消费者青睐，特别是从2018年，直播兴起，让更多的消费者了解到美容仪产品，整个美容仪市场开始了飞速的成长。

美容仪产品中，大多数的产品都是针对人脸面部的美容，功能比较多样，主要集中在清洁和抗衰老两方面。美容仪大致分为五种：利用电动马达,达到高频振动效果的振动类、使用不同长短的波段光线疗愈肌肤的光学类、通过控制温度塑造线条的射频热能类、采用微电流技术紧致肌肤的电流类以及通过水蒸气渗透达到美容效果的熏蒸类…

作者: Emma Wang

最新一代C2000 F2838X系列产品，在芯片内部集成了EtherCAT 从站控制器 (ESC)。 本文介绍了如何利用TI的开发板实现与PC 之间的EtherCAT通讯。

1.硬件准备

1.1开发板的调整

根据测试使用的F28388D controlcard 版本不同，需要做相应的调整。

位于F28388D 内部的EtherCAT Slave Controller (ESC)需要25MHz的主频。硬件上， controlCARD 版本号MCU063B 以后的均默认开始外部25 MHz 时钟，不需做其他修改，早期版本的controlCARD (MCU063E1, MCU063E2, MCU063A)硬件上使用20MHz的时钟，需要做修改。早期版本的Control CARD 硬件上，有20MHz和25 MHz 两个时钟，修…

作者：Emma Wang and Minghan Dong

 

在通讯电源领域，有很多开发者需要采用峰值电流控制。在最新一代的C2000中，比如F28004X和F28002X（本文的讨论都是基于这两个系列的芯片），可以利用C2000内部的CMPSS 模块对电感电流进行比较，产生比较信号后，通过PWM的T1或T2事件去控制PWM的发波。

但是，Digital compare 模块和Trip zone 模块紧紧耦合在一起，所以开发者稍不留神，就会出现预料之外的现象。这里，以同步boost 电路为例，分析一下异常情况的原因和解决办法。

每个Digital compare模块能够根据你选则的输入信号，满足低或高时，产生总共4个比较事件，即DCAEVT1/2和DCBEVT1/2。然后去做一些事情，比如，产生PWM保护，同步其他PWM，或者是去触发ADC采样。另外，也可以将这个信号可以送入T1和T2事件，去做PWM的动作。

图1 PWM 子…

作者：Dylan Zheng

USB Type-C日益普及，广泛应用于笔记电脑，手机，台式机和工业PC等领域，在这些应用场合往往需要Type-C 接口既支持高速数据传输，同时也能够支持多媒体功能。本文主要介绍如何通过TPS65994AD和TUSB1044在Type-C接口实现USB3.1 Gen2和DP1.4。

TPS65994AD是一款独立的USB Type-C和 USB PD控制器，内置电源路径，支持USB PD 3.0，可以实现DP，Thunderbolt等ALT Mode。TUSB1044是一款USB Type-C Alt Mode redriving switch，支持速率可达10 Gbps，可搭配集成USB3.1/DP MUX的Host实现支持USB3.1 Gen2和DP1.4功能的Type-C接口。TPS65994AD通过CC识别接入的设备…

作者：Joyce Li

第五代移动通信技术（即5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE、WiMax）、3G（UMTS、WCDMA）和2G（GSM）系统之后的延伸。相比于4G技术，5G 有三大突出优势：1. eMBB Enhanced Mobile Broadband，即增强型移动宽带，比4G具有更高的上传、下载速率，可以进一步满足用户对于极致网速的要求。2. uRLLC Ultra-Reliable Low latency， 即超可靠低时延通信，在此场景下，连接时延要达到1ms级别，而且要支持高速移动…

“龟兔赛跑”这个故事给我们的启发是“有时保持稳定和进行周全地策划是有意义的”。消费者对无线数据的高带宽和高速度需求日益迫切，这给半导体制造商带来了巨大的挑战，他们需要设计出满足上述要求的系统——这与兔子专注于最快达到终点很像。然而，乌龟告诉我们，确保系统坚实可靠从而稳定地实现目标也同样重要。

由于无线电单元和有源天线等通信设备主要位于室外，因此，确保无论在何种环境因素下内部元件都能可靠运行至关重要。与龟兔赛跑这则伊索寓言相似，系统必须具有高性能（如兔子），同时又要坚固耐用（如乌龟的壳），才能保护内部电路免受外部故障条件的影响。确保实现保护功能的一种方法是使用模拟多路复用器来保护内部功率放大器 (PA) 级。

为什么是PA级？

放大器集成电路…

麦克风是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，作为电声系统的输入部分，对于整个系统是非常重要的，决定着最终音质的好坏。

当前主流的麦克风包括动圈式和电容式。动圈式麦克风利用电磁感应现象制成，当声波使膜片振动时，连接在膜片上的线圈随着一起振动，音圈在磁场里振动，其中就产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音；电容式麦克风内有两块金属极板，膜片振动感应音压，引起电压的变化，将声信号转换为电信号。从设计原理不难发现，电容式麦克风将声音直接转换成电信号，更能展现原音，具有宽频带、快速响应、高灵敏度的优点，是专业领域及录音师的首选方案。

电容麦克风的内部电路需要使用幻象电源来驱动，给电容板施加外部偏压，幻象电源可由独立的设备提供，也可以通过声卡或调音台提供…

我们都遇到过网络盲区带来的不便。宏远程无线电单元(RRU)，也称作宏蜂窝网络，通常部署在集中位置，可覆盖人口密集的市区。由于使用宏蜂窝网络的人数超出限度，系统信号会过载并减弱。要增加高使用率区域的网络容量，制造商需要借助小型蜂窝网络来对现有宏蜂窝网络进行补充。

 

如下是使用小型蜂窝网络的3大优势：

 

1.小型蜂窝网络可供多个用户使用。小型蜂窝网络可以充分利用可用的获许可或未获许可的频谱，且相比于宏蜂窝网络，对频谱的利用效率更高。小型蜂窝网络通过限制使用同一基站的用户数量，将相同频段开放给其他区域的其他用户。图1说明了宏蜂窝网络要为一个区域提供服务时对更多不同频率的需求程度。小型蜂窝网络可以重复使用相同频率，因为这些频率的服务对象是不同的小型区域。

图1：宏蜂窝网络频率分布与小型蜂窝网络频率分布比较

2.不再出现信号丢失。4G覆盖6 GHz以下频率，而5G则覆盖6 GHz到30 GHz，甚至300 GHz的频率。但是，频率较高的缺点便是衰减增强…

当充电桩在2020年被列入新基建的七大项目之中时，人们似乎看到了一个万亿元的市场即将被撬动，随之超过26个省市密集出台了50余项与充电设施相关的政策。但现实是，根据智研咨询提供的数据显示，在过去的一年里充电桩的出货量虽有明显上升（从12万到近30万），却未出现期望中的井喷。

市场的发展未能尽如人意，固然有各方利益协调的问题，但是从技术的角度来看也存在着各种阻碍因素，其中最亟需解决的是对于用户的充电体验至为重要的充电时间，此外则是充电桩信息的实时交互问题，而这些都聚焦于大功率直流充电桩。

焦虑的充电进行时

为了解决电动汽车的充电焦虑问题，更快的充电速度成为快充站的明确要求，实现充电5分钟，行驶200公里会成为行业的普遍要求。充电桩的直流模块可以通过提高功率密度和提高充电电压两个方向升级，前者需要高性能实时微控制器和支持更高开关频率的功率器件，而后者需要的是功率器件更高耐压以及更高的转换效率…

在电机驱动的楼宇自动化和电网基础设施应用（例如智能电表、智能锁、互联网协议(IP)网络摄像头和可视门铃）中，有多种设计低压系统的方法，如图1所示。

图1：电池供电系统：可视门铃、智能电表和电子智能锁

为这些应用设计电机驱动系统时，常见的挑战包括：满足持久、弹性和安全的电机运行需求；不断缩小的印刷电路板(PCB)空间；以及满足各种系统要求。在考虑电机驱动器电流消耗时，需要特别关注：集成电路(IC)和必要的元件板尺寸；设计简化、灵活性和可扩展性，以满足多种平台类型的需求。

降低功耗

对于智能锁、可视门铃、煤气表和水表等电池供电和电机驱动的系统，设计的一个重点在于通过在不主动驱动电机时保持低电流消耗来降低整体功耗，使得消费者不必经常更换电池。如果您对这些应用的实现感兴趣，TI提供了适用于电子智能锁和IP网络摄像机红外截止滤光器的参考设计。

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作者：Kevin Koestler

 

 

Omdia 预计，低功耗无线微控制器 (MCU) 的出货量将在未来四年内翻一番，达到 40 亿件以上。MCU 大量上市将为无线连接带来比以往更多的机会，并越来越多地用于各种应用和技术中，包括低功耗 Bluetooth ®、Zigbee®、Thread、Matter、Sub-1GHz、Wi-SUN 和 Amazon Sidewalk。通过16 款全新的无线连接器件，我们可帮助您创新、扩展和加速无线连接的部署，不受连接对象或连接方式的影响。

 

灵活支持不同无线连接设计

设计过程的第一步是选择无线…

每种工业以太网协议都有其独特的历史和不同的工业应用效益。本文将简述以下三种主要协议及其优势：Ethercat、Profinet 和Multiprotocls 多协议方案。

 

工业以太网

工业以太网用于工厂自动化、楼宇自动化和许多其他工业应用。与标准以太网相比，工业以太网的主要优势在于确定性的实时数据交换和小于1 ms的同步循环时间。

 

用户不能使用标准以太网介质访问控制（MAC）来实现大多数工业以太网标准；相反，需要专用的应用特定型集成电路（ASIC）或现场可编程门阵列（FPGA），因为以太网帧作为“直通”接收，指在首个以太网端口正在接收帧的同时，一个专用的工业以太网MAC硬件模块已在处理该帧并将其传输到第二个以太网端口。快速转发的方式可实现以太网帧小于1 µs的端口至端口延迟。

 

以太网控制自动化技术

Beckhoff…

用更少的器件实现更多的汽车应用，既能减轻车重、降低成本，又能提高可靠性。这是集成电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)设计背后的理念。

什么是集成动力总成？

集成动力总成旨在将车载充电器(OBC)、高压直流/直流(HV DCDC)转换器、逆变器和配电单元(PDU)等终端设备结合到一起。机械、控制或动力总成级别均可进行集成，如图1所示。

图1：电动汽车典型架构概述

为什么动力总成集成有利于混合动力汽车/电动汽车？

集成动力总成终端设备组件能够实现以下优势：

• 提高功率密度。
• 提高可靠性。
• 优化成本。
• 简化设计和组装，并支持标准化和模块化。

高性能集成动力总成解决方案：电动汽车普及的关键

阅读白皮书

市场应用现状

实现集成动力总成的方法有很多。图2以车载充电器和高压直流/直流转换器集成为例，简要介绍了用于在结合动力总成、控制电路和机械组件时实现高功率密度的四种常见方法。它们分别是：

• 方法1：形成独立的系统…

用更少的器件实现更多的汽车应用，既能减轻车重、降低成本，又能提高可靠性。这是集成电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)设计背后的理念。

什么是集成动力总成？

集成动力总成旨在将车载充电器(OBC)、高压直流/直流(HV DCDC)转换器、逆变器和配电单元(PDU)等终端设备结合到一起。机械、控制或动力总成级别均可进行集成，如图1所示。

图1：电动汽车典型架构概述

为什么动力总成集成有利于混合动力汽车/电动汽车？

集成动力总成终端设备组件能够实现以下优势：

• 提高功率密度。
• 提高可靠性。
• 优化成本。
• 简化设计和组装，并支持标准化和模块化。
  

高性能集成动力总成解决方案：电动汽车普及的关键

阅读白皮书

市场应用现状

实现集成动力总成的方法有很多。图2以车载充电器和高压直流/直流转换器集成为例，简要介绍了用于在结合动力总成、控制电路和机械组件时实现高功率密度的四种常见方法。它们分别是：

• 方法1：形成独立的系统…

德州仪器最新推出了面向Type-C / USB PD应用的升降压变换器TPS55288，以优异的功率密度、整体方案尺寸、热性能以及高性价比领先于市场同类产品。

TPS55288输入电压范围为2.7V到36V，16A开关电流，输出功率最高可达100W，支持 I2C  接口及PPS 协议，适用于支持Type-C / USB PD接口的电脑、显示器、拓展坞、充电头、无线充电板、车载充电器、移动电源、智能音箱等多种应用。

拓展坞：无惧各类充电头，利用TPS55288实现大功率PD输出

便携式拓展坞通常不配备专门的USB PD充电头，所以为了适配市面上绝大多数充电头，保证大功率USB PD输出，需要在拓展坞内部加入升降压芯片。TPS55288升降压方案完美满足客户需求，并兼顾小体积产品的散热问题。

TPS55288采用小尺寸的QFN封装，仅为3.5mm x 4mm…

与碳化硅 (SiC)FET 和硅基FET 相比，氮化镓 (GaN) 场效应晶体管 (FET) 可显著降低开关损耗和提高功率密度。这些特性对于数字电源转换器等高开关频率应用大有裨益，可帮助减小磁性元件的尺寸。

电力电子行业的设计人员需要采用新的技术和方法来提高GaN 系统的性能，在利用GaN 技术开发现代电源转换系统时，C2000™实时微控制器 (MCU) 可帮助应对各种设计挑战。

C2000实时MCU 的优点

C2000 MCU 等数字控制器具有出色的适用性，适合各种复杂的拓扑和控制算法，例如零电压开关、零电流开关或采用混合磁滞控制的电感器-电感器-电容器 (LLC) 谐振直流/直流电源。

C2000 MCU 可提供以下优势：

• 复杂的时间关键型计算处理。C2000 MCU 拥有高级指令集，可显著减少复杂数学计算所需的周期数…

让我们试想一下一种可以减少模拟组件数量并缩小电路板尺寸的设计。使用这种设计，您可以针对特定应用定制功能，并针对性能、功耗、尺寸和成本进行优化。现在，一个简单的MSP430 MCU就可以满足上述所有功能。让我们看一下MSP430 MCU在各种设计中可能会有怎样的新应用。

丰富的模拟功能

您可以使用MSP430 MCU分流许多重要的系统级功能并降低设计复杂性。将MSP430 MCU用作通用（或辅助）MCU意味着它可以处理多种系统级功能，例如输入/输出扩展、模数转换器 (ADC) 和LED控制，这可以减少布板空间和设计成本。您可以在 MSP通用型MCU培训系列中了解如何在各种应用中实现简单的模拟或数字功能。

低功耗楼宇自动化传感器设计

使用MSP430 MCU可以完成较小的印刷电路板布局布线、可扩展的范围感应和低噪声的高效分辨率采样。因此很适合各种楼宇自动化应用，例如热释电红外传感器 (PIR)、烟雾探测器（如图 1 所示）和恒温器。

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作者：Hong, Holly

目前市面上，汽车大灯的光源主要有卤素，氙气和LED大灯三种。卤素车灯，卤素是车灯填充物的主要元素，这其中应用于汽车车灯的主要是碘或者是溴。它的优点在于制造成本低，缺点在于热量过大，使用寿命不长。

氙气车灯，氙气是一种惰性气体，被填充在车灯里，而后经过车内部增压器的增压，产生的压力可以瞬间将氙气电离从而产生光亮，其优点在于价格低廉，照明度亮度比卤素要高；缺点在于一些极端天气下，射出的光线并不足以穿透大雾，这就有可能造成安全隐患。

LED车灯，今年来，LED作为新型照明光源具有优良的性能，其应用正在迅猛增长。其主要优点在于寿命长，高效率、低能耗。缺点在于成本高，散热不好。从LED车灯技术发展现状与趋势来讲，其价格正在稳步下降， LED车灯向个性化和艺术化方向发展，同时LED智能控制系统也将快速发展…

盛业韬 Charlie Sheng                                                                                                 TI电量计产品技术支持

 

摘要

TI开发套件Battery Management Studio (BQstudio)提供了一套完整的可协助评估，设计，配置，测试TI各类电源管理产品的工具，可用于协助使用者进行电量计，充电芯片，无线充电，模拟前端等产品的开发。本文将主要针对电量计开发流程，由简入深地介绍如何使用BQstudio进行电量计产品的开发和测试。

1，BQstudio软件安装与硬件连接介绍 1.1   软件安装

 

在TI官网中，有以下两种版本的BQstudio可供选择：BQstudio Stable和BQstudio Test

BQstudio Stable版本支持绝大多数TI电量计产品，能为绝大多数的产品提供稳定的支持…

为帮助更大限度地提高安全性，工业、办公室和住宅建筑的监控基础设施正在稳步增加。在过去十年中，摄像头技术在图像传感器、视频处理、连接性和通过人工智能进行视频分析等方面取得了巨大进步。大多数摄像头都使用移动行业处理器接口(MIPI)将图像传感器连接到视频处理器，从而使用各种分辨率的图像传感器来升级摄像头。图1展示了组成视频监控摄像头系统的各种元件。

图1：基本互联网协议(IP)监控摄像头

人们对高分辨率图像和视频的持续需求推动了图像传感器的改进和创新，使分辨率从320 x 240像素提升至4,096 x 2,160像素甚至更高，增幅约达十倍。像素数的增加也意味着需要通过MIPI接口将更多数据从图像传感器传输到视频处理器。为了支持高质量的视频传输，IP摄像头中的以太网物理层(PHY)也需要从10Mbps提高到1Gbps。正因如此，视频处理器运行视频压缩算法的能力变得很重要…

随着环境保护的呼声日益高涨，全世界很多国家和地区都提出了关于未来碳中和的目标，中国也在联合国大会上承诺：2030年碳排放达到峰值，2060年达到碳中和。此目标对能源结构的调整提出了更高的要求，而储能则是其中至关重要的一环。展望“十四五”规划，储能不仅是新能源建设的重要方向，也是新基建不可或缺的重要保障。储能技术可将间歇性和波动性的能源形式，转换成更加稳定可靠的形式，广泛应用于融合新能源、城市应急供电、5G 基站后备电源等诸多方面。

一直以来，德州仪器（TI）都非常重视中国市场。从1986年在国内建立第一间办公室起，TI已在中国市场耕耘了35年，聚焦模拟和嵌入式处理系列产品创新，对储能领域发力已久。随着我国储能发展进入了快车道，TI深度参与到这一进程中，与广大合作伙伴精诚合作，助力中国储能领域发展。

近日，为期三天的储能国际峰会暨展览会（ESIE）在北京国家会议中心盛大开幕。TI全球技术专家组成员徐继红携其储能系统解决方案出席现场…

在混合动力汽车/电动汽车(HEV/EV)中，发动机并不会被用来运行加热和冷却系统，这与内燃机(ICE)汽车情况不同。我们使用两个关键系统来替代这一功能：使用BLDC电机驱动空调压缩机，使用正温度系数 (PTC) 加热器来加热冷却剂。

PTC加热器依靠高压电池来运行，需要几千瓦的功率。图1显示了由低侧MOSFET/IGBT电源开关驱动的典型PTC加热器方框图。

图1：汽车内部加热器模块的方框图

过去，使用双极结型晶体管(BJT)图腾柱驱动低侧配置中的电源开关。但是，由于栅极驱动器IC的诸多优势及其附加特性，它日益取代了这些分立式解决方案。图2显示了典型BJT图腾柱配置与典型栅极驱动器IC。 

图 2：BJT图腾柱（左）与栅极驱动器芯片UCC27517A-Q1（右）

分立式电路的一个显著缺点是它不提供保护，而栅极驱动器IC集成了对于确保可预测和稳定的栅极驱动非常重要的功能…

（Gavin Bakshi是本技术文章的合著者）

技术文章《智能数模转换器科普》介绍了智能数模转换器(DAC)及其如何为诸多应用带来价值。智能DAC可减轻软件开发的负担从而提高设计效率，还能提供很多有用的功能，若没有这些功能，则需要使用性能较低或类似但成本更高的外部元件。智能DAC的集成特性能以低成本实现高精度。

在本文中，我们将讨论智能DAC如何通过器件的反馈引脚产生直接由模拟信号控制的脉宽调制(PWM)信号。本示例中使用的DAC53701采用非易失性存储器(NVM)，后者经过初步编程，即使在下电上电后，也可以存储所有寄存器配置。

 对于汽车照明和工业应用中的远程控制和故障管理，可以将智能DAC用作PWM发生器，以提供可配置的模拟至PWM转换、占空比转换以及通用输入(GPI)至PWM转换，与同类竞争解决方案相比成本更低且性能更高。让我们从简单的PWM生成开始…

工程师们一直在努力寻找更有效、更高效且成本更低的解决方案。当需要对模拟输出进行非常精确的控制时，系统设计人员通常使用精密数模转换器(DAC)。需要精确控制辅助功能的设计通常还需要结合使用分立式模拟元件和微控制器(MCU)来控制DAC的输出。

选择合适元件、编写软件并确保系统可协调工作的过程不必非常复杂，即使在实现基本功能时也是如此。在本文中，我将探讨如何使用智能DAC这一新型器件在降低成本和缩短开发时间的同时提高系统性能。

智能DAC是出厂可编程的精密DAC，具有集成的非易失性存储器(NVM)、可编程状态机逻辑、脉宽调制(PWM)发生器和内置的自定义波形发生器。由于智能DAC无需使用软件，因此可以填补DAC电路、MCU电路以及使用精密电阻器、电容器和电感器等元件构建的离散型电路之间的差距。图1显示了智能DAC如何提供独特的常规实施方法。

图1：智能D…