作者：Bosheng Sun

在第 1 部分中，我介绍了在后台环路中生成所需高阶正弦信号的步骤。今天，我不仅将介绍如何将该正弦信号注入 PFC 控制环路，而且还将介绍该方法的一个实际使用实例。

按照以下步骤在中断环路中实施谐波注入法：

1. 在出现 Vac 零点交叉时，将准备好的正弦信号与 Vac 同步。
2. 将这些正弦信号注入 PFC 电流环路。电流环路中有几个可将其注入的位置，不过我的实验显示：注入 PWM 工作位置效果最佳。
3. 为下一个 AC 周期重复步骤 1。

该步骤如图 1 所示：

图 1 谐波注入流程图

该推荐方法在 360W 单相位 PFC 上进行了测试。谐波分析器显示，PFC 中的第三及第五谐波为高，因此应生成三阶及五阶正弦信号并将其注入电流控制环路。如图 2 所示，通过谐波注入可显著降低第三及第五谐波。

图 2. 使用谐波注入和不使用谐波注入的谐波对比

在抑制单个谐波时，THD 也会改善…

作者：Michael Hartshorne

很多现代便携式设备发货时都必须安装电池，以便客户无需电池安装或充电便可立即开启设备。如果连接至电池的组件有过量电流“泄漏”，那设备到客户手中时可能就没电了。所有组件都有漏电流情况，尽管 IC 组件是主要元凶，但电容器、电路板脏污和湿度也具有不可预测的漏电等级。

解决这个问题并非小事。将负载从电池完全断开时可获得最长闲置时间，但任何上电检测电路都需要连接电池才能工作。此外，PCB 面积在很多电池供电应用中也非常重要，很难为单个锁存开关电路调整空间。

一种简单直接的方法是使用简单的 P 型 MOSFET (PMOS) 和 N 型 MOSFET (NMOS) 锁存器断开电池。

然而，这个看似简单的电路可导致不可靠的性能。开关上的任何干扰都将打开锁存器。此外，如果输出电压跳至正极，或者 PMOS 的 C_GS 和 NMOS 的 C_DS 创建的电容分压器将 PMOS…

作者：Robert Taylor1

我们几乎总需要测量一些类型的电流。在上篇文章中，我介绍了测量电流的两个主要原因，以及采用损耗电流感测技术进行测量的几个方法。本文将重点介绍无损电流感测技术。

使用已有电路元件！我们将介绍两种采用已有电路元件进行电流感测的方法。这两种方法是电感器 DCR 感测和 FET 感测。

电感器 DCR 感测并不是特别精确，但已足够了。电感器的 DCR 通常近似于 +/- 10%。温度系数会因铜而发生变化，您可能会得到一些很不准确的测量值。可取之处是在 DCR 网络之后，您最终可得到不含开关噪声的、非常干净的信号。图 1 是从电感器的 DCR 提取电流信息所需的网络。

图 1

通过以下公式选择该网络的组件：

在设置 DCR 网络时有几个因素需要考虑：

1. 控制器或感测电路能够处理的最大信号量 — 可能需要拆分。
2. 温度补偿 — 具有负温度系数的组件可在温度变化时用来帮助保持…

作者：德州仪器 Vijay Choudhary 和 Sourav Sen

在本 Fly-Buck™ 拓扑系列博客的第 1 部分，我们介绍了隔离侧二次补偿环路的意图和理念。本文我们将回顾这种补偿电路并展示二次侧稳压的改善效果。

图 1. 在二次输出上提供反馈补偿电路的 Fly-Buck 转换器

图 1 是完整的补偿电路与原型 LM5017 应用电路。外部补偿电路包含一款用于反馈隔离的光耦合器以及用作误差放大器在较低频率下提供很大增益的并联稳压器 LM431A [3]。反馈电路包含一个可确定截止频率的典型 I 类补偿网络 (C1、R1)。此外，该 I 类补偿还可确保高 DC 增益，减少低频率 DC 稳压误差。在光耦合器中的光电晶体管开启时，一次输出的有效反馈比会下降。

图 2 是具有正确电路参数的修改电路。增加补偿电路后，电阻分压器比率…

作者：Brian King

物联网 (IoT) 时代已经到来。最近有很多关于 IoT 的话题，人们猜测在不久的将来 IoT 将如何构建我们的生活。虽然还有很长的路要走，但环视一下家里的情况，您会发现我们在几年前就已经开始了这段旅程。

要了解 IoT 对我们的生活已经产生了怎样的影响，必须首先对 IoT 的含义有个大致的了解。什么是 IoT？它的基本意思是将设备与家用电器（“物”）连接至互联网，以实现控制与数据传输等更多功能。点击这里阅读有关 IoT 的更详细说明。

在家中您能找到哪些 IoT 连接设备实例？

已经接入 IoT 的“物”包括家用自动调温器、消防警铃和一氧化碳检测器。Nest 智能自动调温器已广泛深入人心，并激励了许多类似竞争产品的出现。

我们房子的外墙上也有这样的设备。公共事业公司好多年前就部署了智能电表。这样不仅无需派人去抄表，省钱省力，而且还可收集到一段时间内的重要能源使用信息…

作者: 德州仪器 Vijay Choudhary86929

图 1. 隔离式转换器（拓扑与电源）

有很多应用都需要偏置电轨，而且这些电轨必须与主电源隔离。工程师一直使用各种方案生成这些电轨，包括反激式转换器、带变压器的低侧或推挽式驱动器、隔离式模块或者专有集成型解决方案等。Fly-Buck™ 转换器（或隔离式降压转换器）正日益成为深受欢迎的低功耗隔离式偏置解决方案，这主要得益于其简便性、易用性、低组件数，以及TI LM5017 系列部件等宽泛 Vin 集成型稳压器的提供。客户与现场工程师经常会问，为什么他们需要选择 Fly-Buck 解决方案，而不继续使用反激式解决方案。为了回答这个问题，我需要换个问法：“Fly-Buck 解决方案何时更好？”本博客会确定一些应用属性，只要这些属性一出现，Fly-Buck 就会变得更具吸引力。

低功耗（10W、5W、2.5W、1W）隔离式电轨

作者：Ramesh Khanna  德州仪器

在温度高达 210 摄氏度或需要耐辐射解决方案的恶劣环境应用中，集成型降压解决方案可充分满足系统需求。有许多应用需要负输出电压或诸如 +12V 或 +15V 等隔离输出电压为 MOSFET 栅极驱动器电路供电或者为运算放大器实现偏置。我们将在本文中探讨如何使用 TPS50x01 配置降压转换器，提供负输出电压。此外，我们还将讨论如何通过提供高于输入压的电压来满足应用需求。

TPS50601-SP 和 TPS50301-HT 都是专为耐辐射、地质、重工业以及油气应用等恶劣环境开发的集成型同步降压转换器解决方案。TPS50x01 是具有集成型高侧及低侧 MOSFET 的电流模式控制器件。IC 的大型焊盘部分可通过检查热管理，让热量均匀地分布在 PCB 上。Pvin 范围在 1.6V 至 6.3V 之间，因而为控制电路供电的 Vin 电压范围则为 3V 至 6.3V 之间。

作者：Robert Taylor1  德州仪器

双数据速率同步动态随机存取存储器。哇！真够拗口的。很多人甚至可能都不认识这个全称；它通常缩写为 DDR 存储器。图 1 是 PC 中使用的 DDR 模块图。在该图中，我在其中一个 DDR 芯片上画了一个红圈。随着设备日益缩小，已经没有空间或没有必要安装这些完整的模块了，因此，可能只需要在设备的主电路板上直接安放一个或多个这样的芯片。

大多数人很可能没有意识到他们拥有多少带 DDR 存储器的产品或设备。一些带 DDR 存储器的设备实例包括：服务器、PC、平板电脑、智能手机、GPS、汽车导航、电视、AV 接收器、电子阅读器、IP 电话以及数字摄像机等。由于 DDR 用处如此广泛，因此应用和要求也会变化多端。

DDR 芯片需要 2 伏电源。VDDQ 和 VTT 是两种电源轨的名称。VTT 电压需要跟踪一半的 VDDQ 电压。此外，VTT 还需要能够源出／吸入电流。VDDQ…

作者：Joe DeNicholas  德州仪器

在动态调节高功率线性稳压器发明之前，LED 电子产品设计人员配置多个 LED 串主要有两种选项：

• 采用开关稳压器分别调节每个串；或者
• 使用串并联配置碰运气。

使用开关稳压器调节每个 LED 串（通常在降压配置中）可针对电源波动、LED 堆栈电压波动以及故障保护提供最高级别的灵活性。但是，为每串提供开关稳压器可能成本很高，而且在 LED 串之间正向电压匹配相对较好时也没有必要。另外，以串并联配置安放 LED 串，还需要各串正向电压与动态阻抗的更好匹配，否则就会导致严重的串电流不匹配问题以及更低的可靠性。此外，这种需要还会增加 LED 成本，因为需要对 LED 实施正向电压分级处理。

作为德州仪器 (TI) 的员工，我们总在不断寻找各种方法，以便在降低成本的同时保持或提高 LED 照明系统的性能。我们的高功率线性稳压器器件系列（即 LM3463、LM3464 以及 LM…

作者：Jim Bird  德州仪器

工程师的生活中少不了装满各种老旧电源适配器和电池充电器的箱子、袋子及抽屉。这些适配器或充电器仍然可以使用，但它们曾经供电的设备早就没有了。这些珍藏品耐心地等待着能做些事情，成为一个供电负载。

过去，我曾使用一款旧调制解调器适配器替代摇篮中的电池，现在我又采用旧 WiFi 基站适配器供电，挽救了一台带显示屏的跑步机。

我多年来精心收集的个人收藏据一位专家评估，价值在 1.38 美元以上。你可以假装觉得没什么，但这样做没用。

最近，我坐下来一边享用新鲜的奶油夹心饼和普通咖啡一边回顾这些收藏品，并回想这些旧物件以前所供电的所有设备。这时，我突然闪念想到这些小“可爱”聚在一起，会给电路健康带来巨大风险。它们都有 120V AC 线路输入，但输出却是参差不齐，AC 输出、正极 DC 输出、负极 DC 输出、6V、9V、12V、18V、19.5 V……。虽说这些电压通常认为不具有明确危险性，但是如果电路针对不同电压而设计…

作者：德州仪器 (TI) ：Sami Sirhan， 赛灵思：Tamara Schmitz

为现场可编程门阵列 (FPGA) 设计电源系统可不是件容易的工作。FPGA是高度可配置的半导体器件，这种器件在大量应用和终端市场中使用。常见示例包括通信、汽车、工业、医疗、视频和国防等应用。由于它们的高度可配置性，可以在它们周围放置不同的组件，形成最终系统设计。虽然可能会有数不尽的应用和系统，但是所有设计的一个共同特性就是它们全都需要电源。

通常需要几个电压轨为FPGA供电。根据应用的不同，主输入电源可以采用背板电源、隔离电源、非隔离电源，甚至是电池供电的方式。这些主输入通常生成一个中间DC电压来为FPGA的主电压轨供电。这些中间电压通常为5V或12V的DC电压。表1和表2中列出了FPGA的某些典型电压轨、电压和容限值。

诸如可穿戴和较小医疗设备等小型器件中的有机发光二极管 (OLED) 显示屏需要相对高的电压来驱动显示屏。但是，由于这个较高的电压只需要传送相对小的电流（通常少于100mA），提供这个电压和电流的电源可以比较小—非常小。不论你是驱动有源阵列OLED (AMOLED)，还是驱动无源阵列 (PMOLED) 显示屏，TPS61046在微型0.8mm x 1.2mm封装内提供一个高度集成的电源解决方案。

在诸如智能手表的典型可穿戴设备中，电路板面积是十分宝贵的。将组件和特性集成在一起对于最佳解决方案的设计是至关重要的。与它的前任，TPS61040相比，TPS61046集成了两个重要功能：整流二极管和负载断开电路。这个整流二极管对于高压升压转换器来说是一个必备组件，现在已经完全集成在TPS61046之内，从而将物料清单 (BOM) 中的组件数量减少了一个，并节省了印刷电路板 (PCB)。与这个二极管串联的是一个MOSFET

作者：Brett Colteaux

随着越来越多的功能被集成到工业和汽车电子系统中，更小的坚固耐用型封装变得更富吸引力。但为确保电子设计是耐热的，您需要适当了解各种封装选项。线性稳压器尤其如此，其中输入至输出电压差可能很大，会引起极大的功耗。有两种主要的封装类型：表面贴装式封装和通孔式封装。

通孔式封装选项（如图1所示的T0-220）具有被焊接到印刷电路板（PCB）钻孔中的引线。另一方面，表面贴装式封装选项则是被直接焊接在PCB表面上的。图1展示了TO-263、TO-252、SOT-223和WSON等常见的表面贴装式封装。

图1：常见的稳压器封装

通孔式封装（如TO-220）需要垂直安装（或呈90度弯曲的引线），应有钻通PCB的孔，往往会妨碍下面的潜在布线层。当组件被手工安装且PCB是单面型或双面型时，一般采用通孔插装法。表面贴装式封装采用拾放技术和多个板层，现在更为风靡。如果您只考虑表面积，那么SOT…

DC/DC转换器的高密度印刷电路板（PCB）布局 —— 第1部分

在当今这个竞争激烈的时代，产品设计人员面临的挑战是：不仅要紧跟同行步伐，而且要保持领先群雄的地位。这就对那些欲借助差异化产品进行创新的系统设计人员提出了更高的要求。

创新的一种重要方法是使用高密度设计。为推出占位面积更小的解决方案，电源系统设计人员现在正集中研究功率密度（一个功率转换器电路每单位面积或体积的输出功率）的问题。

高密度直流/直流（DC/DC）转换器印刷电路板（PCB）布局最引人瞩目的范例涉及功率级组件的放置和布线。精心的布局可同时提高开关性能、降低组件温度并减少电磁干扰（EMI）信号。请细看图1中的功率级布局和原理图。

图1：四开关降压-升压型转换器功率级布局和原理图

在笔者看来，这些都是设计高密度DC/DC转换器时所面临的挑战：

• 组件技术。组件技术的进步是降低整体功耗的关键，尤…

正如笔者在第1部分中所提，专用于电源管理的印刷电路板（PCB）面积对系统设计人员而言是极大的约束。降低转换损耗是一项基本要求，以便能在PCB基板面有限的空间受约束型应用中实现紧凑的方案。

在电路板上具有战略意义的位置灵活部署转换器的能力也很重要 —— 以大电流负载点（POL）模块为例，处于邻近负载的最佳位置可降低导通压降并改善负载瞬态性能。

请细看图1中外形微缩的降压型转换器的功率级布局。作为一个嵌入式POL模块实施方案，它采用了一个全陶瓷电容器设计、一个高效屏蔽式电感器、若干垂直堆叠的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）、一个电压模式控制器以及一个具有2盎司覆铜的六层PCB。

图1：25A同步降压型转换器PCB布局和实施方案

本设计的主要原则是实现高功率密度和低材料清单（BOM）成本。它总共占用的PCB面积为2.2cm²（0.34in²），每单位面积产生的有效电流密度为11…

诸如手机和平板电脑等便携式设备能够实现比以前更快的充电速度。要获得快速的充电时间，充电器件上的电压必须保持在适当的水平上。如果不这样的话，充电器有可能将充电电流减少到较低（不过仍然是可以接受的）电平，最终延长了总体充电时间。充电电缆上的电压下降会导致电压不足。我们看一看这会对通用串行总线 (USB) 电缆造成哪些影响，以及如何应对可能出现的问题。

一个常见的USB电缆接口接触电阻大约为30mΩ。由于有4个触点（电缆每端两个），这表示总电阻为0.12Ω。假定每条电源线的长度为1m，并且使用的是一条标准24AWG线缆，那么总的线缆电阻为0.166Ω。预计的电缆和触点总电阻为0.286Ω。如果5V转换器被设计用来提供一个最大值为2.1A的输出电流，那么电缆上的预期压降将为0.6V。对于5.0V的固定转换器电压，电缆末端上的电压将下降到4.4V。对于USB设备来说，这个电压值为较低的电压限值，高电流负载产生潜在问题的原因显而易见。使用更重的USB电缆会有所帮助…

这周末雨下得很大，所以我决定处理一个已经搁置了很多的项目。我去到了硬件商店，买了一些LED灯泡，然后将它们都安装在我房子的周围。在完成了所有这些重体力劳动后，我决定在电视机前消磨些时间，追一追之前已经录好的“创智赢家”真人秀。由于我是干电源的出身，所以我注意到房间内的很多墙插式适配器和家用电器也会浪费电能（就和我一样J），并且想到如何满足能源之星的要求才能真正地有助于节约资源。

满足能源之星要求，以保持能效，这件事一直是一项设计挑战。随着住宅中消费类设备的数量越来越多，从电网中取电，设计人员想要在不增加成本或复杂度的同时提升轻负载效率。我发现，如果美国境内销售的所有机顶盒都符合能源之星标准的要求，那么每年能够节省18亿美元，减少240多亿磅的温室气体排放。

显而易见，AC/DC电源是实现高效节能的症结所在，不过负载点 (POL) DC/DC转换器也能够帮助设计人员符合能源之星的要求。德州仪器 (TI)…

后视摄像头正在成为车辆的基本安全特性；事实上，美国国家公路交通安全管理

局 (NHTSA) 宣布，2018年5月之后生产的全部汽车必须具有后视技术。所以在这篇博文中，我将讨论一下使用低压降稳压器 (LDO) 来处理后视摄像头的功率限制。图1显示的是高性能LDO的共同特性。

图1：LP5907和LP5907-Q1特性

如果你正在为汽车摄像头设计一个电源，你主要考虑的问题就是洁净电压稳压和经优化的总体系统尺寸和成本。这些要求都可以使用TIDA-00535参考设计中所示的LDO来实现；TIDA-00535提供摄像头模块一侧的电源管理解决方案的指导原则、测试数据和设计文件。图2显示的是TIDA-00535的一个概念方框图。

图2：TIDA-00535方框图

洁净电压稳压意味着低纹波和稳定的电压调节，这两点对于摄像头模块内的互补金属氧化物半导体 (CMOS) 图像传感器都很关键。CMOS图像传感器对于标称输入电压电平的变化十分敏感…

从智能手表到健身追踪器，可穿戴设备越来越流行。以保健监测仪为例，其测得的数据经过处理可显示在小型集成屏幕上。数据也可以传输至其他设备，并通过 Bluetooth® Smart连接至智能手机。

可穿戴设备很小，因此其组件必须也同样小巧，包括可充电电池。为了让这些小容量电池每充一次电都能运行尽可能长的时间，电源管理芯片不仅需要具备尽可能小的外形，还需优化提高效率。在单个包装的多轨配置中集成多个电源能够发挥很大的作用。

TI的小型TPS62770多轨直流/直流转换器将低 静态电流降压和升压输出集成到一个设备中。降压轨道即使在微安培负载范围内也能利用极低的360-nA静态电流产生高效率，为无线MCU和传感器供电。升压轨道则优化用于为显示器供电，显示器可以是被动矩阵OLED (PMOLED)也可以是带背光的LCD屏幕。

图1：可穿戴系统的基本供电图

显示器设计的灵活性对满足不同类型穿戴设备的需要很有帮助…

在亚洲生活和工作让我遇到了很多有趣的支持问题。例如，最近有人问我TI有没有针对低压降控制器的跨设备。该控制器位于小外形晶体管(SOT)-236封装内，该封装在印刷电路板（PCB）上所占面积为3mm×3mm。图1所示为所推荐的控制器原理图。

图1：简单的低压降控制器

从表面来看，使用高电流稳压器似乎是不错的选择。了解到设计工程师想要支持1.35V_IN 到1.0V_OUT的最大4A电流后，我推荐其使用TPS7A85。TPS7A85并非控制器，但其可以完全集成到3.5mm×3.5mm、20引脚、方形扁平无引脚(QFN)封装的4A LDO电压稳压器中。很显然，这一封装比SOT-236要略微大一些。

我当即得到的回复是，“TPS7A85太复杂了。”有时，引脚越多意味着越复杂；然而，在TPS7A85中，更多的引脚实际上却转换为更少的组件。查看一下图2中的TPS7A85等效原理图，你可以发现外部组件数量从9个减少到了5个…

市面上售有各种类型的稳压器，但很难选择一款直流/直流稳压器。大多数汽车应用都要求在整个负载范围内保持高效率，因为它们一直在耗电。但话又说回来，许多工业应用在高负载时需要高效率，而在轻负载时，效率并不是很重要。因此必须了解直流/直流稳压器中的损耗。阅读直流/直流转换器数据表中提供的效率曲线时也萌生了一些问题，比如“为什么在轻负载时功率较低呢？”“为什么在重负载时功率会下降呢？”在该系列博客中，我会以SWITCHER® LM2673 3A降压稳压器为例，尝试将系统效率解析成不同的组件损耗。

图1所示为评估模块（EVM）示意图。

图1：设计原理图

栅极电荷和IC损耗

在诸如LM2673的典型非同步降压稳压器中，功耗部件包括集成电路、电感器和箝位二极管。穿过输入和输出电容和寄生等效串联电阻（ESR）的均方根（RMS）电流非常低；因此，你可以忽略这些组件的损耗。

由于结构关系…

欢迎回到直流/直流转换器数据表系列。鉴于在上一篇文章中我介绍了系统效率方面的内容，在本文中，我将讨论直流/直流稳压器部件的开关损耗，从第1部分中的图3（此处为图1）开始：V_DS和I_D曲线随时间变化的图像。

图1：开关损耗

让我们先来看看在集成高侧MOSFET中的开关损耗。在每个开关周期开始时，驱动器开始向集成MOSFET的栅极供应电流。从第1部分，您了解到MOSFET在其终端具有寄生电容。在首个时段（图1中的t1），源极电压（V_GS）正接近MOSFET的阈值电压，V_TH和漏电流为零。因此，在此期间的功率损耗为零。在t2时段，MOSFET的寄生输入电容（C_ISS）开始充电，而漏极电流开始流经MOSFET，呈线性增加。对降压拓扑结构来讲，该电流是负载电流，而漏源电压（V_DS）是输入电压（V_IN）。因此，在第二个时段（t2），功率损耗可通过等式1表示：

MOSFET的输入寄生电容冲完电后，负载电流流经MOSFET，而V_D…

作者：Dick Stacey

工业应用设计师们刚开始领会到无线电源对于其系统的价值。以电子销售点(ePOS)终端为例；使用无线电源，省去了（通过电缆或电线）连接系统的麻烦，并且不用担心充电线的腐蚀问题。这些灵活性会大大提升客户满意度，因为客户关键在意的还是速度与准确性。试想一下您所见过的所有使用这种终端的地点——饭店、杂货店、大型超市、家居装饰店、甚至是汽车租赁店。

我们都首肯的一件事是，便携性让生活变得更轻松。使用无线电源后，不用担心电线会断掉或妨碍终端的正常使用，可以大幅改善用户体验。另外，您不需要连接电缆来启动无线电源，不需要考虑使用何种USB连接器、连接何种直流适配器、额定电压和电流是否正确等问题。如果和我一样，您家里（或者办公室）的某个抽屉里也会装满旧的（无用的）电源适配器，因为没有电子装置，所以无法使用。而使用无线电源可以解决上面提到的许多问题。

一旦移除了电线，您就需要考虑如何延长电池寿命以及如何延长便携设备的运行时间…