TI shanghai FAE: Eric Xiong
在传统的消费类电子如手机的闪关灯的驱动中，LM3644被广泛使用，其单路独立输出1.5A，多种模式（闪光，照明，红外模式）可供选择，可以通过软件和I/O独立控制。配合相机使用时，LM3644可供选择的持续时间为毫秒级，LM3644可以软件设置10ms至400ms. 但是在工业扫描应用中，需要使用短时高亮的闪光配合扫描传感器以达到扫描速度和性能，其时序时间可以低至100us, 幅度可以达到1A。
为了达到完美的电流波形，传统的电路都是采用分立的电路方案（升压电路+大电容缓冲+运放恒流）来实现，但这会大大增加PCB面积，电路的成本以及控制方式也十分不灵活。
本文介绍如何采用单芯片LM3644 的方案来实现完美的短时高亮的电流波形。
1. 采用红外模式加速电流上升速度
传统的闪光模式，电流都是缓慢上升至目标值…
作者：Frank, Xiao
图一是简单的安防系统框图，主要分为前端产品和后端产品。其中后端产品NVR (Network Video Record) 和前端IP camera对接，一般情况下一个NVR可对接4个，8个，16个IPC。在某些特定情况下，NVR系统需要短时掉电备份以保证数据非丢失。因此NVR的电池的备电系统成为安防行业一个研究方向。 DVR (Digital Video Recorder) 与 CVI/TVI/AHD模拟相机对接，虽然传输信号是模拟信号，但是对备电系统的需求与NVR一致。
安防系统框图
备电系统的主要需求：
根据上面的需求分析，本文提出一种简单的备电方案如下…
Wenhao Wu
根据PMBUS 1.3.1版本协议，第二节8.2部分，本文将简述如何通过VOUT_COMMAND进行动态输出电压调节的方法，该方法适用于linear格式的所有PMBUS设备（TPS546C23, TPS546D24和多相控制器）。调压有几个步骤，以TPS546C23为例。TPS546C23的调压实质上是调节其内部的参考电压（EA_REF）。
1. 确定输出电压调压需求：对于一个750mV典型输出，设定其调压需求为15%，即：
2. 由外围硬件电阻分压比值，确定内部参考电压EA_REF的范围：
假设为8.5kΩ，为1.5kΩ，则比值为0.85。由上式可以确定EA_REF范围为：
3. 由EA_REF算式，确定VOUT_COMMAND范围，EA_REF的算式如下，出厂默认设置时，VOUT_SCALE_LOOP为1…
Frank Xiao
DC/DC变换器控制芯片UC3525寿命已经超过20年，依然是市面上最常见的PWM（pulse width modular）控制器之一，集成了控制补偿环路，PWM驱动电路，5.1V高精度参考电压，同步引脚以实现多相并联需求，以及可配置的软启动电路以减小启动冲击等优点。UC3525作为芯片行业的明星产品被广泛应用于通信电源，大功率变换，辅助电源等通讯和工业应用场合。但是很多工程师在使用UC3525时主要诟病它的一点是：只能实现50%以下的占空比调节，因为OUTPUTA和OUTPUTB是互补的（如图1，图2所示），因此无法移植UC3525的成熟方案到大占空比需求的场合。
图1 UC3525内部框图
图2 UC3525可接受占空比范围
本文提出了两种实现UC3525占空比扩展的方案，如图3, 图4所示，并分析了这些方案的具体实现方式，以及实现原理。
图3 UC3525占空比扩展方案1
UC3525占空比扩展方案1具体实现方式如下…
Frank Xiao
TPS53355作为D-CAP 模式的代表芯片，具有优异的负载动态响应性能，以及非常简单的外部电路设计要求，被广泛应用于交换机，路由器以及服务器等产品中。D-CAP模式不同于定频电压和电流控制模式，内部没有电压误差放大器，只有一个比较器，这样做一方面可以实现变换器的快速动态响应，另一方面对输出电容纹波就会有一定的要求，以满足芯片内部比较器的识别门限。随着电路尺寸和使用寿命的优化，无电解电容已经成为未来的趋势，瓷片电容的ESR参数相对小很多，很难满足芯片最小纹波的要求，另输出端负载对输出电压纹波的要求也越来越高，因此D-CAP控制模式芯片就需要设计RCC纹波注入电路以保证整个电路的稳定，那如何设计RCC纹波电路呢，又有哪些注意点呢？本文会做具体介绍。
图1 TPS53355的RCC纹波注入电路
第一步：
设计要满足电路的稳定性条件判据公式…
Stanley Ho
随着锂电池行业的兴起，电池测试设备的市场也变得庞大，其主要应用于3C电池与动力电池的化成分容。3C电池的串数少，实际使用对每串电池要求的一致性不高，而动力电池由于串数高达数百串，并且使用环境相对极端，为保证较长的使用寿命，相比3C电池在一致性上要求高的多，因此电池在分容中要求的电流精度较高，目前按照市场要求，保持0.02%的要求是电池测试设备生产商面临的设计挑战，为了争取更高的市场份额，对精度以及效率，功率密度等其他性能的追求也从未停歇。需要知道的是在电池设备中，主要分为三大部分，分别为双向AC-DC电能变换，数据处理单元，以及电池测试单元。本文主要剖析实现电池化成分容技术要点紧密相关的电池测试单元的信号链部分。
由于电池测试设备要求输出电压电流精度较高…
Stanley Ho
随着锂电池行业的兴起，电池测试设备的市场也变得庞大，其主要应用于3C电池与动力电池的化成分容。3C电池的串数少，实际使用对每串电池要求的一致性不高，而动力电池由于串数高达数百串，并且使用环境相对极端，为保证较长的使用寿命，相比3C电池在一致性上要求高的多，因此电池在分容中要求的电流精度较高，目前按照市场要求，保持0.02%的要求是电池测试设备生产商面临的设计挑战，为了争取更高的市场份额，对精度以及效率，功率密度等其他性能的追求也从未停歇。
需要知道的是在电池设备中，主要分为三大部分，分别为双向AC-DC电能变换，数据处理单元，以及电池测试单元。本文主要剖析实现电池化成分容技术要点紧密相关的电池测试单元的功率变换部分…
Chen Yan
近年来，随着居民健康意识的提高，超声检测的需求越来越多。在传统的超声检测场景下，待检者须在医院超声机台边排队等候。如果出现了待检者难以抵达医院或者超声机台资源紧张的情况，如何完成对待检者的检测就成了一个难以解决的痛点。超声波智能探头的出现，重新构建了新的超声检测场景。超声波智能探头的体积通常来说仅有手掌大小，医生可直接携带智能探头去待检者的场景下进行检测，大大提高了超声检测设备在应用中的灵活性。
在超声智能探头的设计中，整体电路的小型化和EMI性能是最为关键的考量点，因此电源轨的设计至关重要。TI是全球第一家成功使用了SiP(System-in-Package)电源模块封装技术并成功量产的公司。在MicroSiP封装形式中，IC嵌入到基片中，所有的被动元器件（电容，电感）焊接在基片上。紧凑的封装具备最小化体积的优势外…
随着Type-C的广泛应用，以往的USB充电方案也逐渐需要Type-C Power Delivery(PD)来实现更高效快捷的充电。以往的座充通常仅支持单电池充电，在某些耗电量较大的便携式设备应用的场景下不能完全满足需求，因此本文章提出了一个双电池快充的解决方案。
图1是本文提出的Type-C双电池快充解决方案的框图。Type-C快充协议由USB PD芯片TPS65987D来完成，充电芯片使用了TI最新的升-降压充电芯片BQ25790，电池包中的电量计芯片采用了BQ40Z50，此外，Type-C接口的ESD保护使用了TPD6S300A，同时在输入端使用TPS70933来提供整个系统的芯片供电。整个系统的快充协议…
作者： Yuan Tan
第一部分：输出电压噪声
输出电压波形中除了开关频率分量的纹波以外，还存在高频噪声分量，如图1所示。高频噪声是如何形成的呢？主要是由电路中的寄生参数造成的。在实际电路中，PCB走线存在寄生电感和电阻，输入输出电容会引入寄生电感和电阻，两个不同电位的平面之间会形成寄生电容。以Buck电路为例，上下管切换的瞬间，输入回路中的寄生电感与开关管的输出电容谐振。因此，开关节点SW在上升和下降沿会产生高频振荡，且寄生参数越大，振荡的幅度也越大，甚至损坏开关管。该高频振荡会通过SW节点与输出VOUT之间的寄生电容耦合到输出电压，也就是输出电压中的高频噪声。
图1. Buck电路的寄生参数
第二部分：输出电压噪声的抑制
了解高频噪声的来源和耦合途径，可以帮助我们有针对性地抑制输出电压噪声。下面分别介绍如何通过噪声源和耦合途径来抑制输出电压噪声…
作者： Yuan Tan
医疗设备、测试测量仪器等很多应用对电源的纹波和噪声极其敏感。 理解输出电压纹波和噪声的产生机制以及测量技术是优化改进电路性能的基础。
第一部分：输出电压纹波
以Buck电路为例，由于寄生参数的影响，实际Buck电路的输出电压并非是稳定干净的直流电压，而是在直流电压上叠加了输出电压纹波和噪声，如图1所示。
图1. Buck 输出电压纹波和噪声
实际输出电压纹波由电感电流与输出阻抗决定，由三部分组成，如图2 所示。
图2. 输出电压纹波的组成
不同类型的输出电容，寄生参数的大小不同，三部分纹波所占的比例也有所不同。因此，使用不同类型的输出电容会得到不同波形的电压纹波。如图3所示，电解电容的ESR较大，纹波由ESR主导，波形与电感电流纹波形状类似…
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…
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： 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…
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…
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
…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…
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…
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…
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。
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：
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电池类型 |
18650圆柱型电池 |
聚合物锂电池 |
镍氢电池 |
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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… |
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: Stone Zeng (South China Mass Market)
随着智能家居的流行，扫地机器人成为了年轻的都市白领的新宠，已经晋升为家庭必备家电三小件之一。 扫地机器人不仅可以完成琐碎的扫地工作，还可以自动回充，通常使用4节锂电池串联供电。目前市面上扫地机的充电管理大多采用分立方案实现，如图1所示，MCU实时采样电池的充电电压和充电电流，输出PWM经电平转换控制MOS实现闭环控制。由于MCU资源有限，开关频率通常在50K赫兹以下，外围器件多且功率电感体积大，此外，分立方案没有过流，短路保护功能。
图1 分立方案VS TPS54201-锂电池充电管理
TPS54201 是一款输入电压范围为 4.5V 至 28V 的 1.5A 恒流驱动器，通过控制PWM 引脚调节电流。在SOT23-6封装内集成 150mΩ 和 70mΩ MOSFET…
TPS92692-Q1是一款用于汽车照明的LED驱动芯片，由于可以设计成Boost，Buck-Boost，SEPIC 等多种拓扑结构，在汽车LED车灯上得到了广泛的应用。
当设计成Buck-Boost拓扑时，由于LED-端连接的是输入电压 VIN，因此LED两端的电压是Buck-Boost电路输出与输入电压 VIN 之间的电压差，这就给OVP电路的设计带来了问题。
图1 TPS92692-Q1 Buck-Boost电路
从数据表1可以看到，TPS92692-Q1的OV管脚的动作电压 VOV(THR)是1.228V，这个电压是OV管脚对GND的电压，而实际上，我们需要的是对LED灯串两端的电压进行OVP保护。因此，需要先将LED两端的电压转换成一个对GND的电压信号。
表1 TPS92692-Q1 输出电压保护参数
如图1红色框所示，通过增加一个简单的PNP三极管电路…
对于有着远大抱负，并且试图决定专攻于特定领域的电气工程专业学生，我强烈建议他们考虑电力电子学。谈到工作保障，每个新的电气或电子产品都需要电源！不管你怎么想，由于被更小设备和更高效率所驱动着，这个领域充满了具有挑战性的工作和创新机会。。
它或许不像成为数字设计师那样令人着迷。但是，如果你决定不走寻常路，回馈你的是富有挑战性和创新性的工作，并且最终你会发现自己置身于一群数字弃儿组成的紧密社区。
电源设计师是与众不同的。然而，却有一些共同的思路贯穿电源社区的结构，将我们联为一体。
如果遇到以下迹象，你可能有潜力成为一名电源设计师。
1.夸耀自己的低IQ。阿甘告诉我们低IQ未必是一件坏事。当然，在电源中，IQ指的是静态电流而不是智商。当我们夸耀低IQ时，任何听到该对话的非电源专业的同伴都会露出异样的表情。电源设计师一直在努力降低IQ，以延长电池寿命并提高效率。这对于低压差（LDO）线性稳压器尤其重要。我们为TI低静态电流的LDO产品组合
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