iDCS-Control技术能为工业系统带来哪些影响?

工业系统设计师们通常会设计一种或两种标准化设备,从而使其产品具备特定的功能。例如,他们可能会使用一两种电源集成电路(IC),通过5V适配器或单芯电池组等多种电源进行操作。也可能会使用通用运算放大器来放大或调节各种传感器发出的信号。标准化可以实现更多的设计重用,还能扩大人们实际使用的少数常用组件的容量,从而减少研发投入,在规模经济的作用下创造更大的价格优势。

当然,实现标准化需要解决的一大难题就是如何设计出足够灵活的设备来履行多种角色。对电源来说,要解决的是如何设计出既可供便携式应用的低静态电流(IQ),又能够在输出纹波更重要时提供低噪声输出。这是一项难题,因为对电源来说,这两个目标本身就是相互冲突的。随着电子元件的尺寸不断缩小,尺寸也变得非常重要。但是,如此小的设备中能否承载足够的功能(专业IC引脚和空间)来匹配不同的应用呢?

有了iDCS-Control(即工业直接控制与省电模式的无缝衔接[iDCS]),当然能够实现这一目标。TPS62097中采用的iDCS-Control技术既保留了DCS-Control中的多种功能,又能够满足多种工业应用的要求。其功能包括可选强制脉冲宽度调制(PWM)模式、可选开关频率、1%的输出电压精度以及对软启动的定序和追踪,集所有功能于一体。下面简单介绍一下每项功能。

可选强制PWM模式

MODE引脚支持低噪声应用或高效便携式应用。您可在操作时更改该MODE引脚,使您的便携式应用在关键时刻(例如读取传感器或通过无线电传输时)发出较低的噪声(强制PWM模式),而在其他时间保持高效率(省电模式)。图1显示了效率差异,图2显示了输出纹波差异。40µA IQ使得许多便携式应用能够实现较高的轻载效率。

1TPS62097在省电模式(左)与强制PWM模式(右)下的效率


2TPS62097在省电模式(左)与强制PWM模式(右)下的输出纹波

可选开关频率

某些传感器或无线电中可能带有必须避免的临界频带。TPS62097支持五种不同的开关频率,方便您对开关频率进行调节,以适应不同应用的不同点。它支持1.5MHz~2.5MHz之间的频率;其中包括三种超出AM无线电频段的频率。表1中列出了多种不同应用方案。

典型PWM开关频率(MHz)

MODE引脚电阻(E24 EIA值)

在MODE检测后拨动MODE引脚

接通时间等式

操作模式

1.50

8.2kW±5%

tON =667ns×VOUT / vIN

强制PWM

1.75

18kW±5%

tON =571ns×VOUT / vIN

强制PWM

2.00

AGND

tON =500ns×VOUT / vIN

PWM/PSM和强制PWM

2.25

39kW±5%

tON =444ns×VOUT / vIN

强制PWM

2.50

75kW±5%或开路

tON =400ns×VOUT / vIN

强制PWM

1:可选开关频率选项

1%的输出电压精度

越来越多的应用需要高精度的输出电压来提供带有正确电压的负载。电源的直流精度是影响电源总体精度的关键因素。图3显示了在不同温度和负载条件下的精度为1%,对于需要总体精度达到3%严格标准的某些系统来说,这一数据非常重要。

3:在不同温度和负载条件下的输出电压精度

对软启动的定序和追踪

SS/TR引脚具有多种功能,尤其是现场可编程门阵列(FPGA)功能。将电容器接到引脚上即可控制输出电压的启动时间,该启动时间通常处于为FPGA供电期间。您也可以借助另一种系统电压来控制引脚,以对其进行追踪——这样通常也需要用到FPGA。图4中显示了其中两种追踪可能性。当然,TPS62097还带有标准启用(EN)和电源正常(PG)引脚,以满足简单的定序要求。

4:输出电压追踪的可能性

如何使用功能丰富的iDCS-Control来改善您的工业系统呢?

原文链接:

https://e2e.ti.com/blogs_/b/industrial_strength/archive/2016/03/24/what-can-idcs-control-do-for-your-industrial-system