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…
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…
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…
可穿戴式患者监护仪市场发展迅速。远程患者监护仪帮助医生实时监护患者，由此可预见医疗保健领域物联网的未来。
远程患者监护系统为患者和医生节省了时间，可在门诊的基础上提供患者的关键信息。患者移动性也已成为趋势，通过与无线网络的安全连接，远程患者监护仪可缩短患者就诊时间并避免过多电缆的干扰。如今的可穿戴医疗产品不仅可以测量生命体征，而且还可用作个人应急系统。由于这是一种复杂的终端设备，致使患者监护仪将面临五大常见的主要设计挑战：功耗（或电池寿命）、便携性（或大小）、患者安全、数据安全传送和集成。
图1所示为可穿戴式患者监护仪的高级框图，重点介绍了电池管理、非隔离式DC/DC电源、隔离和无线接口等子系统。
图1：可穿戴式患者监护仪的高级框图
下文将为您讲述设计可穿戴式患者监护仪时面临的五大挑战及解决措施：
电池寿命
便携式和可穿戴式患者监护仪通常由电池供电。对于消费者而言…
锂离子电池既可应用于小型电子器件，也可应用于电动汽车、电网等较大的应用，其可轻松满足各种尺寸、电压和外形的要求。但这种应用广度意味着电池制造商不得不购买和维护每种电池类型的测试方案，从而造成巨大的相关资金投入，直接占电池最终成本的20％。
显然，需要一种可处理不同电压、容量和外形尺寸且成本效益好、多量程的电池测试解决方案。本文介绍了数字控制回路电池测试仪的优势，并提供了一个灵活且具备较高性价比的电池测试设计示例。
数字控制回路的优势
电池测试仪的主要功能是控制和监控电池的充放电情况。图1所示为开关式电池测试仪的原理框图。可在模拟或数字模式下实现控制部分。在模拟实现中，脉冲宽度调制（PWM）控制器可调节流经高压和低压电源的输出电压或电流。保护电路集成在PWM控制器中。恒定电流和恒定电压反馈回路驱动PWM控制器的参考输入，以精确控制输出电流和电压。连接到反馈控制器的16位数模转换器（DAC）设置输出电流和电压。最后由一个精密的16位模数转换器…
若您曾在重症监护病房（ICU）或者在电视节目或电影的医院场景中听到过患者监护仪刺耳的警报，您可能会记得这些警报具有特定的模式。这些特定的模式可帮助护理人员从远处区分紧急警报和非紧急警报。
患者的生命通常取决于ICU中使用的医疗设备的正常功能。这些医疗设备必须符合如国际电工委员会（IEC）等各类标准机构所定义的基本的安全和性能要求。大多数情况下，医疗设备的“基本”性能包括发出视觉警报和听觉警报，以提醒护理人员采取纠正措施。因此，医疗警报器在这类医疗设备中起到了不可或缺的作用。
多参数患者监护仪、产妇和新生儿护理监视器、麻醉给药系统、透析器、输液泵、呼吸机 和外科手术设备都是需要警报的医疗设备。
医疗警报系统必须具有针对所有预期用途的功能，以及能够识别特定设备的可预见的误用和单一故障情况。它需要实现冗余，且在ICU内部必须可听到，且无需进行音频谐波消除。一些如新生儿保温箱等医疗设备标准，也要求在与医疗设备的特定距离处有最低声压级…
作者： Yuan Tan
全球因为偷电和非技术性损失巨大，大大影响了供电部门和用户的利益。拆表是一种常见的非技术性损失，通过停表和减慢表等方式来少交电费。为了尽量杜绝这种现象的发生，防拆检测功能十分重要。
图1 表壳外观
传统的拆表检测可以用机械设计来完成。在表壳上做一个向下突起的部分，再在PCB对应的位置上放置一个按钮，使表壳突起的部分压住按钮，按钮的输出和MCU的input口链接。当有人打开了表壳，表壳和按钮分开，改变了MCU的输入，MCU报警。这种传统做法成本低，能耗小，但是使用上有很多限制。首先是可靠性的问题，因为按钮下压的不同高度可能会在运输安装途中误触发防拆检测。另外，如果按钮被卡住，防拆检测会直接失效。为了防止这种情况出现，需要使用高可靠性的开关和复位芯片，这会加大系统成本。
这里为大家介绍基于霍尔传感器的高可靠性…
以太网已成为楼宇自动化中控制金字塔顶端的主流通信协议。电气和电子工程师协会（IEEE）最近定义了一种新型以太网标准——IEEE 802.3.cg，用于10 Mb/s的操作以及通过一对平衡导体进行的功率传输。由于单对电缆现在可同时支持数据和电源，因此采用此标准可节省大量成本，并更易于在楼宇自动化应用中进行安装。
将以太网带到边缘器件需要付出诸多努力。当前，楼宇自动化中存在多个通信网络——例如暖通空调（HVAC）应用使用Modbus、访问控制使用BACnet、照明使用LonWorks、消防安全使用以太网。此类网络碎片化需要使用网关来执行协议转换，以将合并网络联合到楼宇自动化控制金字塔的顶端。最终用户必须依次管理复杂的系统。
各种通信网络存在的原因包括需要更长的距离、多点连接、电源方案以及对约束性协议的支持，单对以太网可以解决上述问题。将以太网连接到边缘器件可带来以下优点：可直接访问控制系统…
物联网（IoT）和工业物联网（IIoT）已成为互联工厂的代名词，它们使传统工厂更加智能化，以获得更高效率所带来的收益。如今，工厂监控设备配置越来越普遍，诸如化学品储罐、泵设备、检漏设备或火灾防控设备等。IIoT的下一阶段会涉及工厂连接，并扩展到工厂范围之外。
将传统工厂车间之外的资产经济有效地集成到工厂控制基础设施中，无线电池供电的感测和控制起着至关重要的作用。当超出工厂原有范围时，为何电池供电的感测和控制具有重要意义？答案很简单：工厂通常会随时间（有时甚至是几十年）的推移而发展，电池供电的感测和控制功能则可将节点不受限制地置于工厂最初设计中可能从未想到的位置。电池供电的感测和控制节点无需专用的电源和通信线路，而传统情况下，扩展到原有工厂车间基础设施之外，需要电源和通信线材，从而导致部署困难和成本高昂。
为使电池供电的感测和控制切实可行地集成到工厂环境中，感测和控制节点必须能够在更长的时间范围内可靠运行，且无需更换电池或为电池充电…
传感器在测量工厂环境的过程中，会通过可编程逻辑控制器（PLC）控制整个系统的状况。典型的测量包括温度、压力、流量和液位。在使用流量变送器设计时可以采取不同技术，但在此我们来先了解一下PWM技术。以下讨论的PWM技术是否可以用于实现诸如稳定时间迅速且能耗低的功能？
随着新的应用要求环路变送器具有更高的分辨率、更低的噪声和更低的功耗，这使PWM方法面临挑战。
下载此技术说明，了解HART支持下的PWM至4~20mA环路的实现方法和测试结果。
其他资源：
随着智能电网的快速发展，越来越多的住宅终端设备中，诸如智能电表和数据集中器，开始出现了各种智能分析功能。因此，智能电网越来越多的需要依赖各种通信方式来实时的获取、分析电网状态，及时发现问题并报告问题。数据集中器在智能电网中作为终端用户数据的集中器单元，发挥着非常重要的作用。如今，随着终端设备数量的不断增加和大量数据交换需求的增长，对于数据集中器而言，在性能和接口方面将面临新的需求和挑战。因此，为数据集中器选择核心处理器单元时，需考虑其支持各种通信接口，并能够提供可靠且精确的数据处理的能力。
电网通信的多接口支持
数据集中器通常需要功能强大的、集成多种外设的Arm®处理器，可与诸如电表、气表和水表等各类终端设备或电网基础设施中任何其他类型的监控设备进行通信。
RS485作为一种广泛使用的通信标准，广泛用于数据集中器中，因此，
…与一次性或N95口罩相比，佩戴电动口罩（也称为E口罩或数字口罩）可提高舒适度。电动口罩类似新风系统：内部有一个风扇吸入外界空气，而外界空气会经过过滤芯过滤后进入内部，用来解决长时间佩戴口罩的憋闷问题。同时，循环换气功能也能让即使戴眼镜也佩口罩时镜片起雾问题得到改善。
表1 不同形式的口罩
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类型 |
优点 |
缺点 |
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一次性医用口罩 |
价格低。 |
防护性能较差。 对PM2.5无效。 一次性使用。 透气性一般。 |
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N95口罩 |
价格中等。 PM2.5过滤芯好。 防护性能好。 多次使用。 |
透气性能较差（带呼吸阀稍好）。 |
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电动口罩 |
PM2.5过滤性好。 防护性好。 佩戴舒适，透气良好，不湿闷。 通过更换滤网，可循环使用。 |
价格高。 |
表1：一次性口罩、N95口罩和电动口罩对比
TI针对电动口罩市场，提供了一整套完整的解决方案。常见电动口罩的系统框图如图1所示。
与以往相比，发达国家和发展中国家的人们对空调（AC）的依赖度日益增加，这使得能源消耗迅速增加。
根据国际能源署（International Energy Association）发布的报告“制冷的未来”，空调占当今交流电总能耗的10%。预计到2050年，空调能耗将增加两倍，相当于美国、欧盟和日本目前的总电量。到2050年，全球住宅和商业楼宇中的空调数量将从现在的16亿台增长到56亿台。这相当于未来30年中，每秒将售出10台新空调。
在空调中使用占用传感器的作用
人体占用传感通过适应室内活动水平并将气流引导到最需要的地方，可使空调更智能、更高效节能。图1展示了一些场景，在这些场景中，来自占用传感的反馈，如存在/不存在、活动和人的位置检测，助于节约能源，并通过调节室内温度和将气流导向房间内的人，使居住环境更加舒适。
图1：描述从占…
电网的发展需要在现有的有线连接基础上增加无线连接，以进行资产监控和控制。增加无线连接的主要因素包括：
对电网资产进行数据分析，可帮助运营商快速发现故障，同时还可对主要设备进行预测性维护，而如今几乎已不存在这种情况。确定采用哪种特定的无线技术，如低于1 GHz、低功耗蓝牙®、Wi-Fi®或多标准协议，取决于数据、带宽、节点之间的距离、所需连接数、可用功率以及所需的响应时间等因素。
在电网资产中，像故障指示器这样位于偏远地区的节点需要连接到一个数据收集器，如图1所示，以便与集中式系统的自动数据交换。在这样的应用中，选…
当我撰写这篇文章的时候，德州正值炎热的夏天，气温高达95华氏度（32摄氏度）。但因为空调的缘故，我感到非常舒适。有时候，这就像一个现代奇迹，只要轻轻一按恒温控制器上的按钮，整个房间就会在不知不觉间迅速变得气候宜人。与此同时，空调外机却自始至终都在工作，然而它离控制器很远，在屋内完全听不到机器运行的声音。这种可靠的远距离连接就如同魔法一般看起来很神奇，尤其是当气温达到一天中最高时。这种“神奇的魔法”主要得益于一种相对常见的通信标准RS-485。
RS-485是一种差分信号标准，除了住宅环境之外，其在商用暖风空调（HVAC）系统、工厂自动化、电网基础设施、电器和电机驱动工业设计中也很常见。这些应用有时需要在同一根电缆上的主节点和远程节点之间远距离传输RS-485信号和电源。传统的RS-485系统至少使用四根电线同时传输信号和电源：两…
从传统的工业机器人系统到当今最新的协作机器人，各类机器人都依赖于能够生成和处理大量高度变化数据的传感器。这些数据可用于启用能够做出实时决策的自主机器人，从而实现更智能的事件管理，同时在动态的真实环境中保持生产力，如图1所示。
图1：毫米波（mmWave）传感有助于监控机器周围区域，实现实时事件管理
TI毫米波传感器如何在工厂实现高级智能化
德州仪器（TI）的毫米波（mmWave）传感器能够利用集成处理器处理片上数据，以实现实时决策。与某些基于光或视觉的传感器相比，这种集成实现了更小型设计。此外，仅使用单个传感器检测多个对象和处理数据的能力可降低整体系统成本。
对工厂环境中的另一个重要考虑因素是对灰尘、烟雾和可变照明等环境条件的免疫。毫米波传感器可在任何这些条件下运行 - 并安装在外壳塑料后面 - 无需外部透镜…
霍尔电流传感器在电信整流器和服务器电源中的应用
电信整流器和服务器电源单元（PSU）中的功率因数校正（PFC）电路和逆变电路都需要将高压侧的电流信号检测到位于低压侧的控制器，因此要用到隔离式电流传感器。隔离式电流检测有多种实现方式，例如电流互感器（CT）、隔离放大器和霍尔效应电流传感器。其中，霍尔效应电流传感器因其简便易用、准确、体积小且具有直流检测能力，成为比较理想的选择。
电流互感器是基于变压器的原理对电流进行采样，使用CT可以检测MOSFET或者IGBT的开通电流。CT的快速响应速度使其非常适合于用做峰值电流控制和过流保护控制。但是基于变压器耦合原理的CT无法感测直流或非常低频的电流，从而导致其不能直接检测工频AC电流，或因为只检测开通电流的间接方法而损失测量精度（没有关断电流）。另外，由于CT需要使用铁氧体磁芯，体积很难做小，而体积较大的CT又会增大电源开关环路，产生更高的电压尖峰和噪声干扰。
而霍尔效应电流传感器则是一种精度更高…
随着快递服务需求的快速增长，电动摩托车因其电池容量大于电动自行车和电动踏板车的优势而变得越来越受欢迎。容量越大，行驶时间就越长，这有助于节省时间，并实现更长距离的递送。
电动摩托车电池组有多个电压平台，其中最普遍的是60V，它在一个电池组中需要16S或者17S锂离子电池。
实现更长的运行时间需要解决三个设计难题：
低电流损耗16S-17S电池组参考设计可以帮助解决以上提到的设计难题。它使用BQ76940电池监控器用于电池组低15串电池电压采样监控，使用一个双通道通用运算放大器LM2904B监控高两串电池电压。通过外部金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）实现更大的电池均衡电流。电池组参考设计的框图如图1所示。
图1：16S-17S电池组框图
高精…
自问世以来，以太网取得了突飞猛进的发展，现已在商业和企业市场上得到了大量的应用。由于它具有定义明确的标准和易于部署的特性，以太网在工业世界中的广泛传播也是合乎常理的。然而，要在恶劣的工业环境中满足以太网的要求仍需要大量洞察和努力。
如图1所示，工业环境和商业环境完全不同，其自身会面临一系列挑战。工业环境往往包括许多恶劣的条件，如更高的温度范围和电压、更大的噪声、机械应力等。工业级以太网物理层（PHY）必须符合以太网协议的要求。在本文中，我将简要描述为您的系统选择以太网物理层时要考虑的三个最重要的因素。
图1：通过无线和有线连接（包括以太网）的现代工业设置
1.低延迟。延迟是指数据包从源传输到目标所需的时间。网络中的不同部分将导致总的网络延迟。工业网络中的通信对时间要求严格，这意味着用具有最低的延迟和最高的确定性。较高的延迟和不同的数据包到达时间会降低系统性能。
标准以太网具有不确定性。IEEE 802.3标准没有指定以太网物理层的最大延迟数…
人类最好的朋友可能是工业机器人。
机器人在工厂里变得越来越普遍，而且重要的是它们变得更加智能、自主、安全和高效。所有这些都是由精确的电机控制、先进的传感技术和边缘处理功能以及强大的实时通信来实现。这些技术对机器人系统设计非常重要，因为：
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体温检测是我们居家，出入社区或工作场所以及出行中的必要监测。红外体温检测仪通过非接触式测温有助于减少接触传染。在这里我们来和大家谈谈这个系统和主要的设计方案。
MSP430系列单片机是德州仪器（TI）公司1996年开始推向市场的一种16位超低功耗RISC混合信号处理器，基于该系列产品开发出来的应用不计其数，数不胜数，尤其是面向传感与检测类终端应用，因其在片上集成有高性能ADC、LCD驱动、串口通讯、PWM输出等模块，成为了红外体温检测仪厂商的不二之选。配合TI提供的丰富的线上软硬件设计资源，使得开发人员可以大大简化设计流程，快速开发红外体温检测仪原型机，同时节省电路板空间从而降低成本。
下图提供了基于MSP430单片机和TI电源管理、放大器及温度传感器器件的红外温度检测仪系统解决方案…
`软硬兼施`，TI超声波产品让燃气表更准确可靠
在国家清洁能源政策支持下，天燃气已经成为我们清洁能源体系的主体能源之一。随着天燃气在我国一次能源消费中的比例逐步攀升，燃气计量行业也在快速发展。目前市场上的主流燃气表包括传统的机械式膜式燃气表和电子式膜式燃气表。因为膜式燃气表的技术成熟、计量可靠、价格低廉等优点，这种方式一直在燃气计量行业占据主导地位。但是膜式燃气表由于结构复杂、易磨损、易受管道介质温度压力等因素影响，导致测量精度降低，小流量测量精度差。超声波技术作为一种新型的计量方式，在日本、欧洲、美国等国家开始采用。超声波气表具有非接触测量、无可动部件、无压力损失、极高测量精度、高测量动态范围等优势，在燃气表市场中崭露头角。结合燃气表智能化、网络化的趋势，中国超声波燃气表市场将迎来春天。
机遇与挑战并存。超声波虽然是工业应用中一种成熟技术，但是要在家用燃气表中普及…
室外摄像头在安保应用中扮演者重要角色，因此，无论处于热带、寒带，还是日温差极大的气候，都需要确保它们不会运转失常或发生故障。
旧版室外摄像头只能在特定温度范围内可靠地运行。温度较低时，锂电池的内部电阻较大，使得电池容量迅速退化，甚至失效。温度很高时，摄像头的图像传感器可能会产生“热像素”，即会对整体图像质量产生不利影响的明亮的单个像素。
设计一种可承受-30°C至+ 55°C的宽范围环境温度的室外摄像头面临两个主要的设计挑战。第一个挑战是极高/低温下的启动能力。第二个挑战是需要在宽温度范围内准确测量温度，因为安装在摄像头内部的风扇或加热器的运行基于温度测量值。精确的温度结果可最大化摄像头的工作温度范围，并防止设备故障。
具有温度开关的设计可以帮助解决这两个挑战。
了解有关TMP390温度开关的更多信息
风扇和加热器如何实现高效运行
室外摄像头，尤其是高清摄像头…
在工业环境中，每天需要处理不同形状、尺寸、材料和光学特性（如反射比、吸收等）的零件。这些零件必须以特定的方向挑选和放置，然后进行加工。将这些零件随机从存放的环境（容器或其他）中自动挑选并放置的活动通常被称为箱拣。但这对机器人末端执行器（一种连接到机械臂末端的设备）提出了挑战，它需要准确地知道要抓取物体的3D位置、尺寸及其想方向。为了做到在箱子外壁和箱内其他物体周围准确导航，机器人的机器视觉系统除了需要获取2D相机信息外，还需要获取深度信息。
对于箱拣来说，捕获物体3D影像的难题可以由结构光技术解决。基于结构光技术的3D扫描仪/相机通过将一系列图案投射到被扫描的物体上而工作，并且用相机或传感器来捕获图案失真。然后三角剖分算法计算数据并输出3D点云。图像处理软件（如MVTech开发的Halcon）计算物体位置和机械臂的最佳进场路线（图1）。
图1：使用Halcon将管接头与其各自的3D模型进行匹配的示例（来源：MVTech开发的H…
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DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
