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
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…
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…
脉搏血氧仪（如图1所示）通过测量手指氧合血和去氧血对红外和红色光吸收的变化，无创地监测心率和血氧饱和度。正常情况下，健康人的血氧饱和度在95%到100%范围内。使用像图1所示的血氧仪测量血氧饱和度有助于监测我们的健康状况，而这正变得越来越流行。
图1 指夹式脉搏血氧仪
TI提供了基于MSP430FR235x单片机及其内部集成的4x智能模拟组合（SAC）实现的单芯片脉博血氧仪系统解决方案。智能模拟组合（SAC）是TI MSP430FR235x特有的外设，可由用户软件配置成不同应用模式，用于输入或输出路径的模拟信号调理。具体的应用模式如图2所示：
图 2 智能模拟组合（SAC）框图和模式
系统框图如图3所示：
图3 脉搏血氧仪系统框图示例
MSP430FR2355单片机作为方案的主控MCU，可为脉搏血氧仪系统提供以下功能和特性：
1、 MSP430FR2355单芯片方案…
设计一个使用高速信号进行数据传输的系统有时是十分困难的，尤其是当可供选择的通信协议十分繁多的时候。。虽然很多通信协议都是高速信号的理想选择，但其中有一个协议特别受欢迎，那就是USB协议。它通常和游戏、汽车音响主机、PC和笔记本电脑应用联系在一起。由于支持多种类型的数据传输和高功率充电，USB协议已成为一种更通用的高速数据协议、接口和电缆规范。图1展示了USB自1998年发布以来的发展历程。
图1：USB协议的发展历程——2019年发布USB 4.0
为了让您了解USB协议是否适合您的系统并满足您的高速接口需求，我们为您列出了设计师通常需要考虑的六个关键问题:
1：您的CPU或MCU的接口功能是什么？
当使用USB时，首先需要考虑中央处理器（CPU）或微控制器（MCU）的接口能力，因为该器件是您设计中高速数据传输的基础。如果您发现需要将数据从CPU或MCU传输到连接的外围设备，且数据传输速率大于10 Mb…
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…
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，
…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…
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。
简介
动态地面照明系统支持高分辨率投影，可实现更清晰的通信和更安全的驾驶。这些系统还需要足够的紧凑和小巧（长度约 50mm，宽度和高度约25mm），这样才能安装在车门、侧视镜、前照灯、尾灯或嵌入在前后保险杠等位置。DLP® 技术可在地面或车辆周围的其他表面上投影动态内容，具有诸多优势：不仅支持车辆与行人通信，还能以更直观的方式向周围车辆传达驾驶员较为复杂的信息。
汽车照明简史
近几十年来，汽车照明系统发生了许多变革…
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…
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…
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…
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…
在测试测量设备开发应用中，如何实现信号链DC Offset的补偿，以及如何获得高精度灵活可调电压输出一直都是系统设计者需要克服的困难。在本文中，我们将探讨TI新一代多通道DAC——DAC80508在诸如示波器、电池测试系统等测试测量设备中的实现上述功能的优势。TI的最新一代DAC产品，可在需要小尺寸和高性能要求的情况下实现高密度和多通道精确电压输出的解决方案。如今市场上的测试测量设备例如电池测试设备Battery Tester，数字示波器DSO，以及半导体测试仪器ATE等都会有多通道模拟参考电压输出的需求。而目前的DAC也存在一些缺点：高噪声，高功耗，缺乏灵活性等。这些缺点可以通过使用TI新一代DAC0508来克服。如图1所示是TI新一代DAC80508与市场已有方案的一些基本参数的对比。…
很难想象智能手机之前的世界，曾经是Jetson's的未来主义情节，现在已成为我们生活的现实。当我们努力连接更多的生活、家庭和建筑时，设计的复杂性会迅速升级。学习无线协议和获取射频(RF)设计经验可能是一次令人难以承受的冒险。再加上网络安全和电源预算，你很快就会觉得自己像一个新生走进了大学的第一堂课。
以家庭或建筑安全系统为例。这里有门窗传感器、运动探测器、烟雾探测器、智能锁和安全面板，它们需要以无线方式连接，符合当地的监管要求，并以最低的功耗实现高精度。这是一个艰巨的任务。但以下几点，或许可以帮助你避免头疼的问题，轻松设计。
1. 选择支持多种无线协议的平台。
一个楼宇安防系统可能有多种射频技术，并且通常会利用多种协议。这些都是楼宇安全应用的主要参与者。
模拟
汽车
DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
