“人如其食”是一个常见说法，建议您仔细选择食物，因为它会直接影响我们的健康和福祉。

虽然并非精确的比较，但这一概念适用的前提是您将输入参考信号视为食物，由锁相环（PLL）/合成器摄入，这会影响PLL/合成器的性能，可在图1所示的输出相位噪声中可见一斑。在本博文中，我将提供一些实际示例来说明什么是良好的输入参考，不良输入参考会造成何种损坏，以及如何分析给定的输入参考。

图1：输入参考噪声也乘以PLL

往后倒推一步，当与压控振荡器（VCO）配对时，PLL成为可锁定到低频信号（来自稳定晶体振荡器的10MHz）的控制环系统，并将其乘以更高的频率（LMX2592可径直乘以9.8GHz）。

示例1

图2所示为单边带相位噪声图。橙色线是100MHz输入参考信号，它使用非常低的相位噪声晶振作为输入参考。本例中的LMX2582合成器将100MHz倍频到5,160.96MHz。如此以来，输入参考噪声也以…

随着环境污染的加重，新能源在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。电动汽车的市场份额也变得越来越大。但是电动车因电池容量的限制不能运行太长的距离。因此，电动车充电桩也变得越来越重要。电动车充电桩有两种类型，即直流充电桩和交流充电桩。直流充电桩具有更高的功率，可以输出直流电压，但成本太高。因此，交流充电桩的数量比直流充电桩大得多。但是交流充电桩需要与车载充电器一起使用。

对于车载充电器解决方案，大多数客户会选择两级式电源架构。第一级是PFC（功率因数校正）升压转换器，第二级是PSFB（移相全桥）或LLC转换器。

因为PFC的输出电压总是恒定的，当系统输出电压变化范围不大时，客户将选择效率更高的LLC转换器…

能源危机和环境污染对人们的生存构成严重威胁。作为改善人类生活环境的补救措施之一，新能源发电正在迅速发展。光伏微型逆变器是最受欢迎的解决方案之一被广泛应用。

光伏微型太阳能逆变器的辅助电源从光伏板获取电力。因为光伏板电压范围非常宽（9V-55V），并且控制板需要一些隔离电源。因此许多客户使用反激式电源作为辅助电源。反激电路和设计通常非常复杂。为了获得更好的电压调整率和负载调整率，它需要光电耦合器、基准电压和稳定的补偿回路。同时变压器和外围电路也会导致反激变换器的尺寸很大。和反激相比，Fly-buck是一种简单紧凑的隔离电源解决方案。Fly-buck 源于buck电路，只是把buck的电感换成变压器从而把能量传到副边侧。副边输出电压与原边测输出电压成比例（见图1）。LM5017是一款100 V、600 mA同步降压稳压器，集成了高侧和低侧MOSFET并采用恒定导通时间…

您决定尝试一个新的菜品，给某人惊喜，但做出来的菜品并非合意。烹饪是一门精确的科学。您可以通过反复试验最终获得结果，但称好食材将有助于您烹饪一道佳肴。

为了在烹饪时获得更好效果，您需要集成称重功能的食品加工机、烤箱和灶具。导向型烹饪功能甚至可以直接从文件或从互联网方便加载食谱和目标重量。微波炉可以自动感测食物重量，并相应地调整除霜时间。

这些设备中的天平需要准确。每个人都可能有过所做菜肴中盐或香料过多的经历。食材的精确称重对于期望的结果很关键，并且分辨率需要处于1克或低于1克。

由于大多数称重的食材小于1kg，您可能会认为1/1000的分辨率足以满足一克的分辨率。但是为了确保稳定性、防潮和长久保存，重量计集成到设备的支脚或固定装置中。因此，计量器需承受器具、食物、锅和附件的总重量。总重量可达到20kg，而这个最大值决定了动态范围。成本节约型有线称重计及称重计的配置具有低至0.2mV/kg的灵敏度。稳定的显示需要峰-峰读数噪声为几分之一克…

图1：T0-220形状因子的高效5V，1A开关电源设计

“积少成多”——这是我们一贯坚持的目标，对于电器功耗来说尤其如此。作为设计师，您的目标是获得更多的电流为更多的子系统供电，同时降低总体功耗。

为家用电器添加新功能当下很流行，例如，当洗涤循环完成时，洗衣机会发送消息；或者在屏幕上或通过电子邮件发送图片显示冰箱内部情形。这些附加功能需要新的子系统，如无线通信、传感器、人机界面（HMI）和照明，这些都需要电源。

同时，电器需要消耗尽可能少的功率，以便限制它们对环境的影响，降低消费者的电力成本，并且成功地通过越来越严格的能量评级。

此外，成本、尺寸和可靠性始终是关键要求。

低压差稳压器（LDO）传统上用于家用电器，从12V电压轨产生5V或3.3V电压。但是LDO的效率真的很差。图2比较了TO-220形状因数与输出电流中，LDO和高效率DC / DC开关模式电源（SMPS…

为了充分发挥工业4.0的潜力，工厂和设备需要安装传感器。

传感器的数量如此之多，使得有线安装设备禁用，因此无线技术（如无线HART和即将推出的Bluetooth®低能量网络）成为直接的考虑因素。然而，这些传感器的电池更换的成本通常被低估。

不用使用电池，从传感器正监测的信号驱动传感器是可扩展性的解决方案。例如，位置或接近传感器由它们正在监视的实际运动提供动力，这使得系统能够达到可预测性和鲁棒性的最高水平。

TI发布了一个新的参考设计，即无线开关电源参考设计的能量采集，为能量采集开关（图1）提供电源管理解决方案。能量采集开关的构造类似于一个线性发电机，将机械能转换为电能。参考设计采集该电能，以对阀或其它机械致动器，及用于机器启动和停止的紧急开关和控制器进行无线位置控制。

图1：无线开关电源的能量采集参考设计

参考设计的应用范围包括工厂自动化和过程控制，及建筑自动化和非工业领域。当需要更低的维护和安装成本、更高的系统运行时间和更高的灵活性…

由Miro Adzan和Thomas Leyrer共同撰写

当今的终端设备市场需要更短的产品生命周期、更多的单独配置产品及快速适应瞬息万变的消费者权益。在制造车间，关键参数包括较低的资源利用率，特别是更低的功率、更快的制造时间和更低的生产停机时间。这些要求需要一个更复杂、更智能的工厂，利用云，并使用远程大数据分析功能优化并适应制造流程，增强在整个生命周期跟踪产品的能力。

机器和生产单元与互联网的联系实现了过程数据的实时视图。机器与产品的联系还提供了产品数据的实时视图。由工业服务机器人操作的自动化机器和生产单元处理原材料和生产部件。在生产过程中进行产品和机器质量检查，以进一步缩短周期时间。这种方式减少了人机互动，并在生产过程中聚焦更高价值的任务。

创新的突破使得工业4.0成为现实。许多意义非凡的技术是由像德州仪器这样的工程公司实现的。对于TI来说…

“我会回来的。”

这可能是机器人讲的最有名的句子。同时，它也可能并非推销机器人的最佳手段，因为“终结者”可做任何事情，但其行为类似于一个友好的人类。幸运的是，“终结者”只是科幻小说，Arnie在第二部电影中还拯救了人类。但是让我们从娱乐转向正题，看看人类如何从与工厂自动化中涉及的不同类型的机器人的交互中受益，并且在与他们合作时仍然感到安全。毕竟，根据国际机器人联合会的说法，到2018年，大约有130万个工业机器人将被引入世界各地的工厂，欧洲工厂的比例最高。

行业在以下五个领域考虑使用工业机器人：

工业机器人类别

介绍人机交互的示例之前，让我们看看今天在工厂自动化中使用的前三种机器人。

• 工业机器人处理焊接、码垛和提升等任务。它们固定在地板、天花板或墙上。位于控制柜内部的控制单元控制机器人。工业机器人与人的交互示例如下：工业机器人在产品上完成工作步骤后…

在这两部分博客系列的第1部分中，我讨论了除数据表的首页之外，了解有关电源模块集成和解决方案尺寸的完整故事至关重要。在本系列中，我将讨论与电源模块瞬态响应和效率相似的问题。

瞬态响应是最具挑战的模块功能之一，以缩合成前页列表。这个困难常常导致制造商声称他们的设备具有类似“超快速瞬态响应”的物品。而此困难很可能导致此物品变得毫无意义。对于敏感的数字负载，了解设备的瞬态响应是超快的并不够。重要的是要了解您的输出电压将会过冲和下冲，以及恢复需要多长时间。通过确保数据表中的测试条件（如下表1所示）与实际应用紧密配合，您可以轻松评估设备在系统中的性能。

表1：TPSM84A21瞬态性能数据

模块的负载瞬态性能也与设备的输出电容密切相关。这就是模块集成问题再次出现的地方。即使是具有集成电容器的模块也可能在“理想”条件下拉低瞬态数据…

相信大多数人很多时候在还未读完“条款和适用条件”的时候就点击了“同意”。既然如此，为何要花费这么多时间去阅读那些繁冗的条文呢？同任何重要的文件一样，数据表也有条文——1页的规格说明， 20页的条文细则。电源模块尤其如此，因为集成化遮掩了关于设备的关键细节。我将分两部分在博客文章中讨论，基于数据表首页的电源模块评估中几个常见的障碍。

对模块的集成进行评估具有挑战性。最基本的电源模块只是一个小的组件，内部有转换器和电感，它基本上替代了一些电源工程师必须投入时间和精力来创建的一些电路板设计。然而，并非所有模块都是相同的：使用了电源模块却并不意味着不需要外部组件（在某些情况下，如图1所示，需要很多外部组件）。

图1：输入和输出电容增加了模块电路的复杂性

模块之间的最大差异与输入和输出电容是否集成有关…

作者：Holly Gu    East China EP FAE

作者：Zhengxing Li   East China Analog FAE

随着智能手机和平板电脑等个人电子设备的广泛使用和电子设备性能的不断提高，人们对电池容量的要求越来越高，移动电源也变得越来越流行。移动电源是使用电池储能，在需要的时候向外提供能量的设备。大部分移动电源使用锂电池并且集成电池电源管理功能，它们可以通过各种电源如AC适配器充电，并给外部移动设备供电。

传统意义上，5V的USB接口是给手机和平板电脑等设备充电的标准接口。由于mini USB接口的电流容量限制（一般最大2A），5V的电源接口最多可以提供10W的能量。随着移动设备电池容量的增加，越来越长的充电时间成为终端消费者的一个头疼的问题。为了优化用户体验，出现了高电压（>5V）的充电方案…

 未来，我们将看到更多使我们的居家生活更智能、更高效的家庭自动化设备。目前，ZigBee®技术是业界领先的全球无线标准，用于创建更智能的家居，提高居家生活的舒适性、便利性、安全性并改善能源管理。利用ZigBee技术，可以远程控制照明、无需使用钥匙即可打开门锁，还可以无线控制窗帘和百叶窗。为了更好地了解ZigBee智能家居解决方案的类型，我们就FeiBit的创新产品向其提出了一些问题，这些新产品均采用了TI ZigBee CC2530无线微控制器（MCU）。

1.什么是FeiBit和FBee？

FeiBit，飞比电子科技有限公司，寓意高速比特，于2010年在中国深圳成立。从那时起，飞比便专注于ZigBee技术和物联网（IoT）解决方案，公司建立了自己的ZigBee模块测试实验室和生产线，并通过了ISO9001 / 14001认证，2015年，公司的模块产量已超过100万个。飞比拥有一支由40多名工程师组成的强大的物联网解决方案开发团队…

图1：同步降压直流/直流转换器

电力电容的选择参数如下文表1所示：

表1：降压转换器性能 vs. 电容参数

下文表2所示为各类技术相关的电容特性。

糟糕。我将现场可编程门阵列（FPGA）连接到我的DC/DC转换器的输出，现在DC/DC无法启动。当使用示波器观察电路时，我看到图1所示的情形。输出电压未进入调压模式。哪里发生故障了呢？

图1：由于该FPGA具有较高的启动负载和极高的去耦电容，DC/DC转换器无法使其输出电压进入调压模式

FPGA对其电源提出了一些独特的挑战。例如，FPGA供应商通常需要其输入电源拥有数百或甚至数千微法拉(µF)的去耦电容，以便在FPGA产生的瞬变的不同频率之间维持FPGA电源电压所需的调节，并减少电源电压上的纹波。许多FPGA还需要具有特定的启动时间（不要太快，也不要太慢）和启动单调性（V_OUT在无任何向下移动的直线上达到其设定值）。

除FPGA相关的设计挑战外，越来越多的FPGA设计人员还必须为其FPGA设计电源。作为FPGA专家，许多设计师在电源设计方面没有经验，因此需要一款极其简易的电源，而电源模块就是一个很好的选择…

计量精度及其他影响精度因素的详细计算步骤

在本系列的第1部分中，我说说明了测量精度与计量精度的区别。其中，强调了计量精度取决于您向所选算法内所输入变量（电压、电流和温度）的精度，以及算法的稳健性或用于不同电池使用情况的能力。另外，还指出您可以通过检查剩余电量，确定电量计在接近终止电压处报告值为0%，且SOC没有明显的跳变，从而评估电量计的精度。

另外一个更有效的做法就是计算电池整个放电曲线对应的电量计的精度。您也可以使用充电曲线计算，但由于用户更关心电池放电的精度，因此，常使用电池放电曲线评估。

以下便是计算计量精度的详细步骤：（下载Excel表单，其中包含实际的数据和公式）

1.在这一包含电压、电流、温度和报告SOC数据的Excel中建立一个电量计日志。在本系列的第1部分中，我提到您可以使用bq Studio、一个TI电量计EVM或任何其他电量计以及一个Arbin或Maccor仪器提取电量计日志。在本例中…

PWM是一种适用于多种电源拓扑结构的控制方法。任何拓扑结构的电源都有非常广泛的用途，可谓无处不在；而PWM的应用范围也颇为广泛。

PWM是脉冲宽度调制的缩写。在开关电源中，PWM用于调节输出电压等输出并且抑制系统输入电压的变化。该系统概念描述了开关电源。输入和输出可以是直流、正弦（交流）或甚至一些其他周期性波形。

让我们看一下两个非常流行的PWM控制器系列，UC3842/UC3843/UC3844/UC3845 (UCx84x)和UC1525A/UC2525A/UC3525A (UCx525A)。图1和图2分别为这两个系列的框图。

图1：UCx84x框图

图2：UCx525A框图

两个图都显示了一种常见的PWM控制方法，与固定频率斜坡对比的误差信号产生PWM输出，驱动开关电源拓扑结构中的开关。误差信号可以控制电流、电压、电流和电压或者终端应用中的一些其它重要属性。拓扑结构可以仅涉及单个开关，如…

音频应用、数据信号采集和模拟传感器非常适合使用双极性偏置电源。双极电源可以最大程度的利用模数转换器（ADC）动态范围，实现轨到轨放大，隔离模拟信号与地面噪声，而且还有许多其他优点。在此，我将介绍三种将单电源轨拆分为双极电压轨的方法。表1列出了将单一正极性电压轨拆分为双极轨的三种最常见方法及其优点和局限性。

表1：拆分电压轨方法对比表

第一种（最简单的）方法是通过添加电阻分压器来创建虚拟接地；不幸的是，这种配置在非常低负载时容易变得不平衡。TLE2426（如图1所示）创建从电源缓冲的公共地；缓冲器在负载条件下在轨道之间创建更稳定的中心点。缺点是它只能处理十分之几毫安的电流。

图1：拆分电压轨配置中TLE2426虚拟接地驱动器的简化原理图

与分立方法相比，开关拓扑结构具有更高的效率、精度和稳定性，以及更多的功能。有两类开关稳压器：电感式和电容式…

每当我与人谈及电动汽车（EV）时，经常会听到这样的观点：电动汽车的续航里程不够长，难以行驶很远的距离。虽然特斯拉和若干其他汽车厂商推出了行驶距离超过200英里的车辆，但上述问题在很大程度上是确实存在的。与此同时，还有另一个影响因素：充电站的缺乏大大削弱了电动汽车的吸引力。这些充电站必须像加油站一样随处可见，电动汽车才能在市场中普及开来。

预计电动汽车数量在未来五年内将持续增加，在全球范围内将呈现超过50％的显著增长。中国有望成为电动汽车增长的领跑者。一份报告预测，电动汽车拥有量将从2015年的50万辆增长到2020年的500万辆。在这一趋势的带动下，充电站和充电桩也将取得快速发展。充电桩类似于充电站，充电站将交流电转换为直流电以对车辆的电池充电。然而，充电桩只能是交流电转换为交流电，更关注的是诊断和监测。由于政府的新鼓励措施，这些系统的发展速度已经加快。

让我们澄清一些关于充电系统的定义。充电站也称为电动汽车充电站、充电桩和充电点…

人们对能源使用效率和节能的关注日益增强，同步整流器（SR）有助于提高将离线交流电源转换为用于USB智能手机电池充电5V电源的效率。在该转换期间，SR控制器集成电路（IC）需要适当的偏置，以便向SR MOSFET提供充足的驱动。USB应用中的偏置电压通常高于4V。由于BC1.2 USB电池充电标准规定电源适配器输出范围为4.1V至6V，因此可以从该输出偏置SR控制器IC，如图1所示。

图1：采用SR控制器偏置输出电压的反激式转换器

如果输出电压降到UVLO以下怎么办？

这种偏置方法简单、容易，几乎没有额外的成本。当输出电压高于4V，工作很好，但当VDD上的电压<4V时，SR控制器IC进入欠压锁定（UVLO）状态。这里的问题是，当输出降到4V以下时，SR仍然需要工作。事实上，在USB智能手机应用中输出降至3V之前，SR仍然需要工作。这是因为电池充电操作需要恒流操作，适配器保持提供恒定电流…

如果你曾经在电源设计公司听到过员工的走廊谈话，他们很可能是在激烈争论>75W电源的设计应当采用图1还是图2所示的架构。事实上，这两种架构的电源元件完全相同，唯一的区别在于控制器。

图1：基于分立式控制器IC的交流/直流设计

图2：基于组合式控制器IC的交流/直流设计

TI对这两种架构都有支持者，并且拥有基于这两种架构的产品。

尽管TI长期以来在组合式控制器方面拥有丰富的产品组合并能够在同一解决方案中实现更多功能，我仍然认为，从长远来看，独立的功率因数校正（PFC）控制器以及独立的DC/DC转换器为工程师设计各种应用提供了无与伦比的优势。尤其在当前消费者注重成本的环境下，这种优势就更为突显。

布局

大多数电源设计人员都会告诉你，印刷电路板（PCB）布局是最让他们头疼的电源设计技术问题。糟糕的布局往往会让设计过程走进死胡同。电源具有各种形状和尺寸，需要根据形状要求考虑非常不同的布局。

图3…

“以太网为什么这么耗电？”是一个很常见的问题。典型的有功功率10/100 Mbps 以太网物理层(PHY)收发器耗电为110mW～300mW，而10/100/1000Mbps千兆以太网PHY耗电为450mW～1000mW。以太网PHY成为板上的最大耗电大户，以及评估封闭系统的热预算时重要的考量因素也并不罕见。目前，已有多种概念化的以太网用低功率模型能够降低整体系统功率。在本文中，我将介绍两种广受欢迎的功耗节约功能，其能够实现更低的系统温度以及更少的功率成本。

节能以太网

节能以太网(EEE)，如电气电子工程师学会(IEEE) 802.3az所定义的，指在低通道利用率时消除空闲信号传递的PHY及介质访问控制(MAC)。如图1所示，当发送器在“平静”时间禁用时，EEE能够实现低功耗期间，并伴有短刷新周期。这些平静时间通过避免在活动链路持续传输空闲信号这样的浪费性动作节约能耗，同时刷新周期能够确保链路的存在…

当今世界，设计师们似乎永远不停地追求更高效率。我们希望以更低的功率输入得到更高的功率输出！更高的系统效率需要团队的努力，这包括（但不限于）性能更高的栅极驱动器、控制器和新的宽禁带技术。

特别是高电流栅极驱动器，其能够通过降低开关损耗帮助提升整体系统效率。当FET开关打开或关闭时，就会出现开关损耗。为了打开FET，栅极电容得到的电荷必须超过阈值电压。栅极驱动器的驱动电流能够有助于栅极电容的充电。驱动电流能力越高，电容的充放电速度就越快。拉灌大量电荷的能力可以降低功率损耗和畸变。（传导损耗是另一种FET开关损耗，传导损耗取决于内部电阻或FET的R_DS(on)值，其中，随着电流通过，FET也会耗散功率。）

换言之，目标便是降低系统内需要高频率功率转化的开关过渡时间。突出该类性能的栅极驱动器规格为上升和下降时间。参见图1。

图1：典型的上升和下降时间图

如果您想更进一步，诸如延时匹配等栅极驱动器特性…

 假设您已经通过迭代信息传递相位边限和回路频宽在锁相环(PLL)上花了一些时间。遗憾地是，还是无法在相位噪声、杂散和锁定时间之间达成良好的平衡。感到泄气？想要放弃？等一下！你是否试过伽马优化参数？

伽马优化参数

伽马是一个数值大于零的变量。当伽马等于1时，相位边限在回路频处会达到最大值（图1）。很多回路滤波器设计方法设伽马值为1，这是个很好的起点，但还有进一步优化的空间。

图1：伽马等于1时的波德图

伽马能够有效用于优化带内相位噪声，尤其是因压控振荡器 (VCO) 带来的提升斜率。此外，如果因为鉴相器频率限制和电荷泵电流，您无法获得更高的回路频宽，伽马能够帮助您打破最大可实现回路频宽的限制。不过，如果您将伽马值设置的很大，则会明显延长锁定时间。

图2所示为伽马对相位噪声的影响。回路频宽和相位边限相同，而伽马值不同。伽马值越高，由于噪声整形回路滤波器平缓度提升…

我是一名大学生，经常深夜驾车回到宿舍。驾驶途中，我总是要在一条很长的路上开车，路的两侧有许多悬垂的树木。白天这些树看起来很美丽，但到了晚上很可怕，因为看似其他学生会时不时地突然出现，正好走在我的车前。

幸运的是，我的LED头灯能够照到我的“夜猫子”同学。在这一事件背后，可帮助确保我的前灯运行的是一个通常很小但却很重要的设备——运算放大器（运放）。在本博文中，我将介绍为外部照明应用选择运算放大器时要考虑的关键参数。

在我们深度探讨运算放大器之前，让我们总结一下LED照明的工作原理。 LED的电流是照明系统的主要考虑因素，因为它控制光的亮度和强度。LED实际上在200Hz以上脉冲调制光，在此范围人眼最终达到平衡。

因为LED电流控制光的亮度和强度，因此运算放大器通常用作电流感测以帮助控制进入LED的电流。脉冲宽度调制（PWM）信号中的高电流峰值可能超过LED的指定电流水平，并对其使用寿命产生负面影响…

我是一名大学生，经常深夜驾车回到宿舍。驾驶途中，我总是要在一条很长的路上开车，路的两侧有许多悬垂的树木。白天这些树看起来很美丽，但到了晚上很可怕，因为看似其他学生会时不时地突然出现，正好走在我的车前。

幸运的是，我的LED头灯能够照到我的“夜猫子”同学。在这一事件背后，可帮助确保我的前灯运行的是一个通常很小但却很重要的设备——运算放大器（运放）。在本博文中，我将介绍为外部照明应用选择运算放大器时要考虑的关键参数。

在我们深度探讨运算放大器之前，让我们总结一下LED照明的工作原理。 LED的电流是照明系统的主要考虑因素，因为它控制光的亮度和强度。LED实际上在200Hz以上脉冲调制光，在此范围人眼最终达到平衡。

因为LED电流控制光的亮度和强度，因此运算放大器通常用作电流感测以帮助控制进入LED的电流。脉冲宽度调制（PWM）信号中的高电流峰值可能超过LED的指定电流水平，并对其使用寿命产生负面影响…