伴随互联网的迅猛发展与5G时代的到来，短视频成为了行业最火热的风口。智能手机加速更新换代的同时，运动相机与手持稳定器由于应用场景的多元化，以及性能和价格的优势，逐渐受到年轻人的喜爱。
相比于传统的数码相机，运动相机采用电子防抖的方式，在实际拍摄时只有部分的画面，通过内置陀螺仪和加速度计对摄像机抖动方向进行模糊判断，利用处理器的资源进行计算、并对剩下的画面进行补充，从而产生防抖的效果。随着处理器的不断发展，电子防抖由于其成本的优势，成为了运动相机的主流防抖方式。
详细的运动相机系统框图如下：
信号链部分，麦克风和镜头模组采集音视频信号，通过相应的编解码器后送入MCU进行处理，采用用户自定义的防抖的算法，最终将清晰的视频还原出来。
音频编解码器设备的主要组件是模数转换器（ADC），数模转换器（DAC）和数据接口总线，用于在编解码器和微控制器…
作者：Betty Guo
现在，智能楼宇自动化中加入了越来越多的智能传感器，比如智能猫眼，门铃，便携式摄像头以及烟感等。这些产品通常采用电池供电，如常见的18650锂电池，AA 干电池。那么在电池供电的产品中，如何设计合理的供电方案是延长电池使用时间是重点问题。
文章会首先会分析常用电池的特性分析，其次以可视化门铃为例提供技术设计方案。
1. 不同电池特性分析
在智能家居产品中，常用的电池类型主要是干电池和锂电池。锂电池又分为18650 圆柱型电池，聚合物锂电池，镍氢电池等。由于电池电压会随着电池使用而降低，对后级电路设计提出了要求。下面是这三种锂电池分别的特性：
电池类型
18650圆柱型电池
聚合物锂电池
镍氢电池
特性
-能量密度高。
-工作电压平台高。
-循环寿命长。
-自放电小
- 重量亲，体积薄，容量密度…
作者：Wenting Wu
专业音频产品系统产品中会使用到多种多样的运算放大器，ADC和DAC等器件，这些器件有时候不仅需要正电源轨进行供电，还会需要负电源轨进行供电（例如常见的负电压值有-5V，-12V和 -15V 等），且对供电电源轨的噪声也相当有要求。除了噪声要求之外，根据专业音频产品的形态分类，电源轨部分的设计还会考虑效率，PCB面积，成本等等因素。例如，带电池的产品中希望电源轨的高效率以延迟电池的使用时长； 手持式/便携式产品中希望电源轨的外围电路尽可能的简单以减小PCB面积从而满足产品的体积要求。
生成正电源轨的不同方案已经为大家所熟知，因此这篇博客主要跟大家分享一下不同的负电源轨生成方案，通过对比不同方案的优缺点，来帮助大家选择到适合自己产品的低噪声，高效率的负电源轨设计方案。
By Payne Gong
这篇博客根据电动口罩，红外测温仪以及血氧浓度仪这3个热门应用提出了一种高效率的供电方案。解决方案主要针对1~2节干电池或单节锂电池输入的场景，提供了TI高效率低功耗的升压解决方案。该方案可以提供低至100nA的关断电流，并且具有轻载高效模式，可以延长电池的使用寿命，此外还具有良好的负载响应特性，来提升用户的使用体验。
1.1 电动口罩
口罩作为保护我们呼吸系统的过滤屏障，可有效预防传染病。电动口罩通过内部的风扇吸入外界空气，提升用户长时间佩戴的舒适度，循环换气功能也能让即戴眼镜也佩口罩时镜片起雾问题得到改善。此外，电动口罩还有防护性好以及可以循环使用的优点。
图 1. 电动口罩的组成：
电源轨架构：
为了方便佩戴者的使用，电动口罩大都采用锂电池供电，通过USB口为电池供电，之后通过LDO为MCU提供电能…
电磁噪声是指任何一种多余的电磁能量，其强度足以使信号失真。因此，设计高性能数据采集应用或任何具有特别敏感信号路径的系统时，必须克服噪声问题。
在电源方面，由于其基本的工作原理，高效的DC/DC转换器可能成为重要的噪声源。它们既会在转换器的开关频率处产生低频纹波，也会产生因转换器功率级中电压和电流的快速切换而引起的高频噪声。
与开关式稳压器结合使用的降噪技术示例包括额外的过滤无源元件，诸如缓冲电路、铁氧体磁珠和馈通电容器，或在电源路径中包含线性电源，如低压差稳压器。虽然这些方案在大多数应用中都能很好地发挥作用，但它们在效率、解决方案尺寸以及总电源解决方案的成本方面可能会有所权衡，尤其是在如患者监护仪、智能仪表、智能传感器和物联网系统等始终开启的应用中。
很多应用肯定会从数据采集和/或射频（RF）通信事件中的无噪声环境中受益。但是，电源设计人员需要考虑效率（换言之，电池寿命）、电路板空间和组件成本之间的权衡是否对他们的设计有意义。在证明可能存在问题时…
汽车摄像头模块设计人员必须在缩短上市的同时，创建更小的摄像头模块设计，这些设计可扩展并可重复用于各种类型的图像序列化器和传感器。在本文中，我将解决汽车摄像头模块设计的几个关键设计挑战，包括设计简化和平台可扩展性。
借助可扩展的PMIC简化设计并加快产品上市时间.
维护一个通用电源设计平台有助于工程师缩短设计时间，从而缩短产品上市时间。具有集成电压监控器的管脚对管脚和可编程电源管理集成电路（PMICs）可从非功能性安全应用（例如环视摄像头）扩展到功能性安全应用（例如自动驾驶汽车中的驾驶员监测、电子后视镜和摄像头），而无需重新设计电源电路。
可编程PMIC有两种类型：软件可编程PMICs和硬件可编程PMICs。软件可编程PMICs支持完全可扩展的电源管理平台，而无需重新设计印刷电路板（PCBs）。
让我们通过TPS650330-Q1软件可编程PMIC进行说明。该软件具有一个集成工具集，可支持设计重用并简化设计。TPS650330-Q…
如今，那些“永远在线”的消费者希望随时随地为他们的便携式电子产品充电。例如，我们经常看到旅客在等待登机或乘坐火车时给手机、笔记本电脑和耳机充电。但是，由于每个设备的充电方式不同，这些消费者必须携带不同的适配器，并且记住哪个适配器适用哪个设备是件相当麻烦的事情（请参见图1）。对于为了解决这一麻烦的工程师来说，他们的电池充电系统设计必须支持从各种输入源充电。
图1：使用不同的输入源和适配器充电
为什么考虑使用USB Type-C PD充电？
设计一个单芯片充电器集成电路（IC）来为不同配置和不同输入电压范围的多个电池供电设备充电是一个复杂的过程，因为传统适配器不能与所有电池供电设备兼容，且传统USB适配器的功率限制在5-15 W，因此限制了它们将支持的便携式电池供电设备。
如图2所示，USB Type-C™供电（USB PD）提供了一种有用的替代方案，可对各种应用进行快速有效的充电。USB PD
…近几年，降压-升压型充电器变得越来越流行，因为它能够从几乎任何输入源为电池充电，无论输入电压是高于或低于电池电压。
USB Type-C被广泛采用的一大关键性优势是它被认为是目前实现通用适配器和减少相应电子废弃物减少理想方案。虽然USB Type-C接口是统一的，但是不同适配器的额定功率和电压仍然有很大的差异，这里面包含了传统的5 V USB适配器和能够提供5 V到20 V电压范围的USB PD适配器。此外，不同的便携式设备内部的电池数串联节数也有可能不同。这就要求电池充电器集成电路（IC）采用降压-升压拓扑结构， 去适应输入电压和电池电压的这些任意的变化。 具有高功率密度的降压-升压充电芯片不仅可以集成通用的充电功能模块，也可以集成USB PD充电系统中的其他元件，如负载开关和DC/DC转换器，以简化系统设计，降低物料清单（BOM）成本，并保持小尺寸的整体解决方案…
作者： Daniel Shen
近日德州仪器（TI）推出了最新一代ACF Controller UCC28782。TI一直致力于最新AC-DC变换技术的开发，2018年上半年率先量产业界第一颗ACF Controller UCC28780。经过近2年的打磨， UCC28782在集成度和性能上都有显著提升，必将进一步助力适配器小型化。
1. 快充推动适配器小型化
近年来，随着手机快充技术与USB Type C PD的普及，手机和电脑笔记本等便携式电子设备的充电功率越来越大。在同样的功率密度下，功率增加必然带来手机和电脑笔记本适配器（以下简称：适配器）体积增加。然而，消费者总是希望适配器尽可能轻便小巧。以20W手机适配器体积75cm3，功率密度0.267W/cm3为例，功率增加到50W，保持同样功率密度的前提下，适配器体积将会增加到150cm3…
功率密度在现代电力输送解决方案中的重要性和价值不容忽视。
为了更好地理解高功率密度设计的基本技术，在本文中，我将研究高功率密度解决方案的四个重要方面：
我还将演示如何与TI合作，使用先进的技术能力和产品来实现这四个方面，帮助您改进并达到功率密度值。
首先，让我们来定义功率密度，并着重了解一些根据功率密度值比较解决方案时的细节。
什么是功率密度？
对于电源管理应用程序而言，功率密度的定义似乎非常简单：它指的是转换器的额定（或标称）输出功率除以转换器所占体积，如图1所示。
图1：计算功率密度很容易，但如何定义标称功率和体积通常会导致歧义。
但如果您想根据功率密度比较电源，则需要对这个简单的定义作出充分的说明。
这里的输出功率是指转换器在最坏的环境条件下可以提供的连续输出功率。环境温度、最大可接受外壳温度、方向、海拔高度和预期寿命都可能会影响相关功率能力…
作者：Yuan Tan
隔离运放在电机驱动中的应用：
电机驱动器是用来控制各种电机，比如AC变频器，伺服电机的一种控制器。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对电机进行控制，实现传动系统定位。高分辨率、精确电压电流测量在需要高性能扭矩和运动控制的工业电机驱动应用中至关重要。因为工业电机驱动器需要满足 (IEC) 61800-5-1的电气安全的需求，所以相应需要采取普通或加强型的隔离电路设计。相较于霍尔效应传感器、磁通门传感器与电流互感器， 分流电阻器加隔离运放的方案在线性度、带宽和漂移等性能更好。在电机驱动器中，通常会在功率板用隔离采样运放来对相电流，母线电流和母线电压等进行采样，如下图1：
图1 电机驱动器电压电流采样
下图所示，是使用隔离运放来进行相电流采样的常见结构和内部原理图。
图2…
在过去十年内，雷达传感技术开始逐步替代传统的汽车传感方式。雷达传感技术具有多项优势，例如可以进行远距离检测，具有更高的分辨率和精度。因此，雷达传感技术被广泛应用于驾驶安全功能、自动驾驶和高级驾驶辅助系统。
雷达技术能够直接测量对向物体的距离和径向速度，且在阴晴雨雪等各类天气状况下均不受干扰，这正好符合了新车碰撞测试 (NCAP) 的要求。随着汽车雷达市场的不断扩张，角雷达技术也得到了迅速发展。
角雷达安装在汽车前后四个角上，能够感应通过低带宽网络（例如控制器局域网灵活数据速率 (CAN-FD)）发送的输出物体数据，以便雷达直接处理。角雷达可辅助许多应用，包括自动变道和侧向来车辅助、盲点检测、防撞、行人检测和车距预警。
然而，设计一款可靠的角雷达应用颇具挑战性，特别是在电源设计，因为雷达传感器通常需要特定的噪声和纹波水平、供电能力和散热来避免影响射频…
作者：Keith Kunz
随着电池供电型应用的激增，人们对质优价廉的电池和电池包的需求持续猛涨。电池制造商们不断采用新的化学物质，推出更小的尺寸，新的、复杂的限制和要求也随之产生，但是对电池基本功能的要求未曾改变，即：在不影响系统性能的前提下，延长运行时间和货架期。
更大程度降低静态电流 (IQ) 是降低功耗进而延长电池寿命的优先选择。器件的 IQ 是电池处于待机模式或者轻负载运行时流出的电流或消耗的电量。IQ 能大幅影响器件的能效。在电池供电型应用中，要想在无负载或轻负载运行时实现高能效，就需要实施电源管理解决方案，在维持超低供电电流的同时，严格控制输出。
如今的很多设计仅需要几纳安的 IQ，这个功能惠及很多需要长时间待机运行的应用，大到电动汽车 (EV)，小到电动工具和各类耳机。由于这类系统超过 99% 的时间都处于待机模式，因此，待机或睡眠模式下的 IQ 是电池寿命的限制因素。优化直流/直流转换器、低压降稳压器 (LDO…
消费者希望日常携带的各种电子设备能够配备便携、快速和高效的充电器。随着大多数电子产品转向 USB Type-C® 充电器，越来越多的用户希望可以使用紧凑型电源适配器为所有设备充电。
在设计现代消费级 USB Type-C 移动充电器、PC 电源和电视电源时，面临的挑战是如何在缩小解决方案尺寸的同时保持甚至提高功率水平。德州仪器的低功耗氮化镓 (GaN) 器件有助于在各种最流行的拓扑中解决这一问题，同时提供散热、尺寸和集成方面的优势。在过去的几十年里，随着 GaN 等宽带隙技术的发展，交流/直流拓扑也出现了新的改进，旨在改善效率和功能。本文将深入探讨这些器件在此类应用的流行拓扑中的优势和兼容性，以及一些令人心动的新拓扑。
利用 ACF 和 AHB 拓扑更大限度提高效率和功率密度
一些新开发的半桥拓扑可以优化效率，同时提供可变输出电压能力。如图 1…
作者：South China FAE Skylar Li
在白色家电领域，降压转换器的应用非常广泛，为了实现不同的功能就需要不同的电源轨。TPS54202 器件是一款在家电领域应用非常成熟的具有两个集成 N 沟道 MOSFET 的 28V, 2A的同步降压转换器，通常用于12V转5V或者3.3V的电路给MCU 或者运放等芯片供电。这颗芯片经过优化的内部补偿网络较大程度地减少了外部元件数量，并简化了控制环路设计。
在最终产品量产之前，通常会对电源芯片进行各类的测试，比如把热电偶粘在电源芯片的塑壳上来做温升测试，或者用天线靠近电源芯片检测无线电对芯片干扰。这些测试引入的噪声有时会影响芯片的正常输出，因此减小噪声对芯片以及整个系统的正常工作至关重要。接下来介绍两个具体的噪声对TPS54202应用的影响的案例及其应对方法。
案例一：用热电偶布在TPS542…
器件的静态电流 (IQ) 对于连续血糖监测器 (CGM) 等低功耗节能终端设备而言，是一个重要参数。集成电路在轻负载或空载条件下消耗的电流会显著影响待机模式下的功率损失，以及系统的总运行时间。
由电池供电的负载实际上并不是常开型负载，而是脉宽调制 (PWM) 负载，这意味着负载包含两个时间段：tPWM 和 tStandby，如图 1 所示。尽管 tStandby 占总负载周期（在图 1 中显示为 T）的 99.9%，但它对提升效率（尤其是轻负载效率）仍非常重要。
图 1：电池系统负载情况
为了提升效率和延长电池使用寿命，人们面临着降低待机模式功率损失、限制电流尖峰和减小导通时间脉冲期间占空比的诸多挑战。具有低 IQ 的升压转换器可帮助降低电池的总功率损失。
选择低 IQ 升压转换器来提升总效率
CGM 展示了为何最大程度降低 IQ 对于延长电池使用寿命是重要的…
作者：Zach Xia
在Wi-Fi无线接入点（Access Point），网络摄像头等设备中，标配有PoE供电方式早已成为主流。如何实现低成本、高可靠性的供电解决方案一直是该类产品的重点方向之一。
如下图1是非隔离的无线接入点电源系统示意图。其中，TPS2378是PoE接口协议芯片，极限耐压为100V。紧接着的是用来做降压转换的两级Buck芯片，如业界广泛使用的LMR16020和TPS562208。为了符合雷电浪涌冲击要求，实际产品一般在协议芯片前放置TVS管。
图1 非隔离型无线接入点电源系统
PoE协议规定的供电电压最大值为57V，应用中多选取工作电压58V的TVS，如SMAJ58A。从图2可以看到，雪崩击穿电压最大可达71.2V，超出LMR16020的极限耐压65V…
光耦合器又称光电耦合器、光电隔离器和光隔离器，长期以来一直是设计人员寻求系统信号电气隔离的一种选择。自 20 世纪 70 年代以来，这些半导体器件在为工业和汽车终端设备提供安全隔离方面发挥着重要作用。然而，尽管这类器件已经取得了长足的进步，但在电气特性、高压可靠性和集成能力方面似乎存在一定的限制，这促使设计人员探索其他替代方案。
于是，各种替代方案便开始不断涌现，比如电容隔离和磁隔离等技术，这些技术提供了比光耦合器更出色的整体性能。自 21 世纪初以来，德州仪器一直在投资开发基于二氧化硅 (SiO2) 的数字隔离技术，并推出了一些数字隔离器产品，这些产品具有与光耦合器相同的功能，并还带有一些独特的优势。
缩小差距：光耦仿真器简介
德州仪器的光耦仿真器融合了传统光耦合器的优势和 TI 基于 SiO2 的隔离技术的优势。光耦仿真器与业内最常见的光耦合器引脚对引脚兼容…
作者: TI电池管理解决方案产品部高级应用工程师 UpalSengupta
许多年前，我们就已经开始使用“即插即用”一词来描绘一些易于使用的事物了。与过去相比，如今许多复杂设备在设置、配置和启用等方面都要比以往便捷得多。
今天，客户希望产品可以“开盒即用”。这样的期望与过去相比或多或少得到了合理满足。然而，这种外在的简单性却稍含欺骗成分。作为工程师，我们必须花更多心思简化产品的外在使用，尽管其内部可能相当复杂。
按照这种趋势，IC 组件供应商已经在努力简化其部件，充分满足系统设计人员的使用需求。与不久的过去相比，大多数 IC 产品说明书都提供详细的设计方程式、外部组件选择指南，乃至建议性 PCB 布局图，可帮助将给定 IC 整合于系统级设计。几乎所有编录中的 IC 都提供有评估套件，以帮助系统设计人员在开展自己的 PCB 构建之前详细了解所需知识。
可惜的是，有时候系统设计工程师会有误解…
由于效率要求的不断增长，许多电源制造厂商开始将注意力转向无桥功率因数校正 (PFC) 拓扑结构。一般而言，无桥接 PFC可以通过减少线路电流通路中的半导体组件数目来降低传导损耗。尽管无桥接 PFC 的概念已经提出了许多年，但因其实施的难度和控制的复杂程度，阻碍了其成为一种主流。
一些专为电源而设计的低成本、高性能数字控制器上市以后，越来越多的电源公司开始为 PFC 设计选择使用这些新型数字控制器。相比传统的模拟控制器，数字控制器拥有许多优势，例如：可编程配置、非线性控制、低组件数目，以及最为重要的复杂功能实施能力（模拟方法通常较难实现）。
大多数现今的数字电源控制器，例如：TI 的融合数字电源 (Fusion Digital PowerTM) 控制器 UCD30xx 等都有许多集成电源控制外设和一个电源管理内核，例如：数字环路补偿器、快速模数转换器 …
故障保护是所有电源控制器都有的一个重要功能。几乎所有应用都要求使用过载保护。对于峰值电流模式控制器而言，可以通过限制最大峰值电流来轻松实现这个功能。在非连续反向结构中，为峰值电流设置限制可最终限制电源从输入源获得的功率。但是，限制输入功率不会限制电源的输出电流。如果出现过载故障时输入功率保持不变，则随着输出电压下降，输出电流增加（P=V*I）。发生短路故障时，这会让输出整流器或者系统配电出现难以接受的高损耗。本文利用一些小小的创新和数个额外组件，为您介绍如何对一个简单的峰值电流限制进行改进，将电源变为一个恒定电流源，而非一个恒定功率源。
图1对比了理想输出电压与恒定功率和恒定电流限制的电流。这两种情况下，过载故障保护都在120%最大额定负载时起作用。在一个使用功率限制的系统中，输出电流随负载增加电压反向而增加。在现实系统中，有功率限制的反向控制器会在某个点关闭…
作者：John Betten，德州仪器 (TI) 应用工程师兼资深实验室研究员
因其低成本、隔离性以及可以实施更多输出电压的方便性，反向转换器广受欢迎。就多输出反向而言，可利用控制电路反馈来严格稳压一个输出电压（一般为最高功率输出）。我们一般通过将变压器绕组与主稳压绕组紧密耦合，来添加额外的输出。我们可能会添加一些线性稳压器或 DC/DC 开关，或者不对输出进行稳压。最后一种选项最为有效，但很多时候在输出重或轻负载而主输出电压的负载却相反时，电压稳压承受巨大的负担。这种交叉稳压问题主要取决于变压器漏电和绕组结构，也取决于其它寄生电路组件。许多极端情况中的一种是主输出重负载，而未稳压绕组完全空负载。变压器次级绕组上出现的任何电压振铃通常都由输出整流器来峰值检测，从而使未稳压输出电压极大增加。这种情况下，输出电压升至两倍其额定电压并不鲜见。这对于无法承受更高电压或者没有随时让最小负载消耗漏能量的任何下游负载来说，这都是灾难性的。
…对于工程师来说，当不同的工程有不同的电池充电需求时，设计使用可充电电池并为消费者提供出色充电体验的应用可能具有挑战性。如果对每个应用使用专用的电池充电器，会增加设计时间，因为您必须重新设计、调试和重新鉴定每个新电路。
试想一下，能否通过选择适用于各种工程的电池充电器来尽可能地减少开发时间？具有宽输入电压 (VIN) 和输出电压 (VOUT) 范围的单电池充电器集成电路 (IC) 使您能够在具有不同输入适配器和电池配置的各种应用中使用相同的充电器，从而帮助缩短开发时间。
除了帮助缩短设计时间外，使用宽 VIN 和 VOUT 充电器还可助您探索太阳能和双向充电等新技术，从而优化消费者的充电体验。本文将介绍宽 VIN 和 VOUT 降压/升压电池充电器的优势。
使用单个电池充电器 IC 为多种设计提供支持
电动自行车电池充电系统设计便是一个通过对不同车型使用相…
对于工程师来说，当不同的工程有不同的电池充电需求时，设计使用可充电电池并为消费者提供出色充电体验的应用可能具有挑战性。如果对每个应用使用专用的电池充电器，会增加设计时间，因为您必须重新设计、调试和重新鉴定每个新电路。
试想一下，能否通过选择适用于各种工程的电池充电器来尽可能地减少开发时间？具有宽输入电压 (VIN) 和输出电压 (VOUT) 范围的单电池充电器集成电路 (IC) 使您能够在具有不同输入适配器和电池配置的各种应用中使用相同的充电器，从而帮助缩短开发时间。
除了帮助缩短设计时间外，使用宽 VIN 和 VOUT 充电器还可助您探索太阳能和双向充电等新技术，从而优化消费者的充电体验。本文将介绍宽 VIN 和 VOUT 降压/升压电池充电器的优势。
使用单个电池充电器 IC 为多种设计提供支持
电动自行车电池充电系统设计便是一个通过对不同车型使用…
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