作者：Thomas Lewis 德州仪器
经理：“你听说过 IEEE 委员会正在讨论的有关该最新 PoE 标准的什么事吗？”
员工：“是的，我刚刚在TI 网站上读了一篇有趣的博客文章就是关于这个问题的。”
经理：“哦，我正在考虑我们新一代瘦客户端平台应该有一个支持 PoE 的 SKU。我们可将其销售给需要快速建立时间与低开销的呼叫中心。”
员工：“有道理。PoE 电源级正在不断拉高，该标准应该很快就能支持我们所需的电源水平。”
经理：“不过，我刚刚看到我们的一个竞争对手已经发布了一款支持 PoE 的产品，因此我们已经落后了。我们要的不是‘很快’，而是‘现在’。无论如何要赶在 2014 年年底之前。”
如果这番对话真的存在，那么 TI 工具正是您的理想之选…
作者：Chris Glaser 德州仪器
您可能已经看到了这篇精彩的博客。宽泛 Vin 转换器固然很好，但如果你的输入范围能得到更好的控制，就很可能存在更理想的更低 Vin 解决方案。根据大家的反馈，这里有几款适用于电池供电的可调光 LED 驱动电路。希望你能喜欢！
1.1 至 2 节 AA 电池或纽扣电池应用
先从小的开始，在我们将 1x AA、2x AA 或纽扣电池用作电源驱动单 LED 时，这类能源肯定不会达到 80 或 100V，但它们会降至同样难以处理的 1V 甚至更低水平。这些要求需要擅长处理低 Vin 的专用 LED 驱动器。TPS61261 是我最钟爱的器件，因为它不仅非常简单，可实现便捷的调光，而且还可在 100mA 的电流下为 LED 实现极高的亮度。我特别喜欢这种电路，因此我决定在我的第一篇博客中写关于它的内容。查看 EVM：TPS61261EVM-208。
2.单体锂离子电池应用
对于那些使用…
作者：Brian King 德州仪器
TL431 并联稳压器或许是隔离式开关电源中最常见的 IC，其可提供低成本的简单方式精确调节输出电压。图 1 是 TL431 及典型应用电路（用于调节隔离式电源输出）的方框图。TL431 在单个三端器件中整合一个内部参考和一个放大器。R3 和 R5 电阻分压器以及 TL431 的内部参考电压可设定输出电压。在 TL431 内部，误差放大器输出可驱动晶体管的基极。晶体管集电器不仅可连接 TL431 的 K （阴极）引脚，而且还可驱动一个光耦合器，其可将隔离边界的误差信号发送至主控制器。反馈环路的频率响应由位于 TL431 阴极与 REF 引脚之间的补偿组件形成。
图 1. 常用于调节隔离式电源输出电压的 TL431 电路。
在转换器输出电压小于 5V 时，该电路开始出现一些局限性。阴极的最小推荐工作电压等于参考电压，标准版 TL431 为 2.5V。光耦合器内部光电发射器支持约…
作者：Michael Mock 德州仪器
工程师们几十年来一直在努力理解神秘的共模电压 (VCM) 与输出电压 (VOUT) 比较图。尽管 VCM 与 VOUT 形状经常会因器件及设置配置的不同而不同，但最常见的形状则如图 1 所示。
随着 VCM 接近电源电压，内部运算放大器的输入／输出限制会限制器件的 VOUT 范围。因此，所应用 VCM 的输出摆幅通常取决于内部运算放大器拓扑、电源电压、增益以及参考电压。
图 1. INA114 的共模电压与输出电压范围比较
图 1 中产品说明书图表的测试条件是 VS = ±15V，VREF = 0V。
很多应用都需要不同的工作条件，因此需要定制的 VCM 与 VOUT 比较图。精确的 *** 模型和 TINA-TITM 测试电路可生成这些图表，获得更进一步的了解。
…作者：Tim Green1
放下严肃的技术文章形式，我来为大家出六道有关运算放大器的谜题，在公布正确答案之前，大家赶快来开动脑筋、享受一下思考的乐趣吧！
我在图 1 中为您提供了一些有帮助的重要运算放大器规范。
参数
条件
单位
最小值
典型值
最大值
Vs=±5V
除非另有说明
工作电压范围
VS
±1.35
±6
V
工模电压范围
VCM
(V-) -0.1
(V+) - 1.5
V
短路电流
ISC
±23.5
m…
作者：Art Kay 德州仪器
封装级微调是一种半导体制造方法，可实现高度精确的放大器及其它线性电路。放大器精确度的主要测量指标是其输入失调电压。输入失调电压是以微伏为单位的放大器输入端误差电压。该误差电压范围可以从几十微伏到几千微伏。
放大器及其它半导体器件通过化学制造工艺构建。在制造过程中，数千个放大器构建在晶圆硅片上。每个放大器都包含数千个晶体管、电阻器以及电容器。输入失调误差产生的原因是每个放大器上的输入晶体管不匹配。理想情况下每个晶体管都应该是完全相同的，但事实上半导体制造工艺并不完美，因此晶体管之间存在着差异。
在晶圆制造完成后需要以晶圆形式进行测试。在晶圆测试过程中，一些放大器采用激光微调工艺，在该工艺中可通过对每个器件上的微小电阻器进行测量和物理切割使用激光调整器件失调。这种工艺不仅耗时，而且成本高昂。此外，当器件从晶圆中移出并采用标准塑封（见图1）封装时，一些以晶圆形式获得的精确度改善就会消失。这是因为封装工艺会给半导体裸片产生应力…
电子产业不断发展的趋势是开发功耗更低、支持更小电池供电的产品。但是目前单体电池供电产品的系统解决方案通常并未针对这一目标进行全面优化。德州仪器 (TI) MSP430L092 MCU 可通过 0.9V 工作电压提供超低功耗，帮助实现这类产品。
对于采用单体 1.5V 碱性电池供电的产品来说有两种主要系统级解决方案。第一种系统使用多体电池，例如两节 AAA 电池。这样会直接导致最小物理尺寸限制，因为产品尺寸受电池尺寸限制。第二种系统只有一个电池，但需要外部升压电路或使用具有集成型升压转换器的 MCU。第二种系统由于需要额外升压电路，因此并非针对最低功耗优化，而且还可通过增加其它组件而增大尺寸和成本。总之，两种系统都需求进行利弊权衡，例如较大的产品与较低的功耗，或者较小的产品与较高的功耗。
MSP430L092 MCU 的 0.9V 工作电压无需升压电路并可直接通过单体电池运行…
作者：Kevin Duke 德州仪器
在上篇博客文章中，我在这里介绍了有关《模拟线路》的 DAC 基础知识系列博客文章。
虽然我所认识的大多数 IC 设计人员都不敢想产品说明书的这种方法，但产品说明书的用途通常就是说明器件与理想模型的差异。例如，如果半导体供应商能够设计并制造出完美的、理想运算放大器，我们就不需要运算放大器产品说明书了，因为每个人都知道它们的特定属性（无限开环增益、无限输入阻抗等）。问题是没有这么简单。
作为该系列博客文章的开始，Tony 和我想首先简单介绍一下理想数模转换器 (DAC) 的属性，然后再深入讨论更为复杂的规范。下图是理想 DAC 的传递函数，重点列出了我们将要讨论的参数。
无论是 DAC 还是模数转换器 (ADC)，任何数据转换器的最基本属性都是其分辨率。对于 DAC 来说，分辨率描述了可用来代表模拟输出信号的数字域位数。我们可通过分辨率计算代码数量或者可写入转换器的可能输入总数…
LED 正在寻找其扩充产品应用范围的途径。汽车照明、电视背光灯以及平板电脑只是几个需要多个 LED 的应用。使用恒流驱动大量 LED 即可通过长长的串行连接完成，也可通过并行驱动多个 LED 串完成。但是，将大量 LED 连成长串会导致高电压及单点故障问题。同样，以并联形式为多个串供电需要多个电流调节器，每串一个，这可导致更高的复杂度与成本。当前的趋势是让多个串并联工作，本文将探讨实施电路系统达到这一目标的方法和原理。
LED 与标准二极管类似，也是电流驱动型器件。它具有 I-V 曲线，其中电流与电压为非线性，而且正向电压的一个小小变化就会导致一个大的电流变化。由于 LED 电流差不多与 LED 光通量成正比，因此对于电视等应用来说精确控制电流至关重要。但并不是所有应用都必须要求 LED 亮度匹配的高精度。如果 LED 采用单串形式驱动，那么亮度肯定匹配，因为每个 LED 具有相同的电流强度。随着所用 LED 数量的增加，就必须使用并联串…
作者：Collin Wells 德州仪器
最近在做一个项目时，我不得不对几组电子电线进行重新布线，让它们远离越野车的发电机，因为电容耦合产生的噪声可从发电机进入电线。这个项目让我想起了在通过电线、带状线缆或板对板连接器路由相互之间相邻信号时所遇到的类似情况。
正如采用绝缘体隔离的任何其它导体一样，任何相邻布线的两条电线都会在其之间产生电容。根据所用的线规和绝缘体材料，大部分标准带状线缆及电线会在电线之间产生 10 至 50 pF/ft 的电容，如下图 1 所示。
图 1. 带状线缆中相邻电线间的电容
由于信号会相互干扰，两条信号线之间的电容会引起信号延迟、噪声耦合或瞬态电压。
图 2 是电缆电容在通用双线开漏通信总线中引起大量瞬态电压的实例。右图是“开始”命令与左图前几个时钟脉冲的放大图。
图 2. 带状线缆的电容耦合
使用三英尺长的线缆路由两个相邻通信信号时，会出现图 2 中的结果…
有很多拓扑都可用于为 LED 供电。您或许已经知道，在开始选择之前首先要明确设计要求，否则，您最后得到的设计方案可能就不够理想，甚至更糟的是无法确保长期正常工作。例如，在驱动一个或多个 LED 时，LED 的最小及最大正向压降、电流等级以及工作温度可决定所需的转换器输出电压范围。例如，在查看典型红光 LED 产品说明书时，我发现在其理想的驱动器电流下正向压降的变化幅度为 35%。如果 LED 制造商针对正向电压将部件进行“分组”或“收纳”，那么变化幅度将下降到更加合理的 6%。此外，相对正向压降可随工作温度的变化而产生 13% 的相应变化，而为 LED 选择设定电流则有助于将此变化提升 16%。
那么，这都代表什么意思呢？了解完这些信息之后，就需要确定转换器的最小及最大输出电压。这只是将所有 LED 正向压降与传感电阻器电压相加的总数。可根据转换器输入电压范围确定输出电压是否始终保持较大值…
作者：John Caldwell 德州仪器
电气工程师习惯于处理各种抑制问题，从共模抑制到电源抑制，以至于 EMI 抑制，而且这也绝对是我们喜欢做的事。抑制越多越好！
然而对于仪表放大器而言，在计算由电源或共模电压变化产生的失调偏移时很容易产生困惑。这种困惑的根本原因如下图所示：
图 1：仪表放大器的典型电源抑制比曲线
在图 1 中，放大器的电源抑制比 (PSRR) 随放大器增益配置的升高而增加。这样很容易让人想到，在高增益下产生任何输出偏移，都需要电源的明显变化！但一定要记住：共模抑制比 (CMRR) 和 PSRR 都是输入参考参数：
PSRR 和 CMRR 定义为输入失调电压变化 ΔVOS(IN) 与电源电压变化 ΔVS 或共模电压变化 ΔVCM 的比值。
为了了解增益对这些参数的影响，请将大多数仪表放大器看成两个串行的放大器级…
作者：Vijay Choudhary86929 德州仪器
恒定导通时间 (COT) 稳压器可为实施具有几乎固定频率的降压稳压器提供一种简单、低成本的方法。COT 稳压器不需要环路补偿，能够以最少的设计工作量提供优异的瞬态性能。非同步工作可减少极轻负载下的开关频率，实现比可比固定频率转换器更高的效率。
在很多应用中，必须通过外部控制信号动态控制转换器的输出电压。有些低电压转换器及控制器提供专用控制或跟踪输入来达到这一任务目的，但是大多数宽泛 VIN 转换器都不提供。在这篇博客文章中，我将讨论一种通过反馈引脚动态控制 DC/DC 转换器输出电压的通用方法。COT 转换器非常适合可变输出电压应用，因为输出电压变化不会影响转换器的闭环稳定性。
支持动态输出电压控制的降压应用电路
反馈节点的电流注入
输出电压与应用控制电压的关系如以下方程式所示
或以另一种方式表示
以上方程式表明，当 VDAC 为最小值时…
作者：Jim Bird 德州仪器
如今的普通工作人员常常身兼装配工和安装工两种工作，这就意味着您的设计（无论好坏）需要简单易用，并需要良好的保护。平心而论，所有技术就摆在那里，而我们大多数人却对技术细节一点都不熟悉。这就是说，我们要继续装配我们的最新环绕音响系统、家庭办公网络，甚至在我们钟爱的汽车中装配最新的信息娱乐系统。在这方面与对功率密度、效率、精确度及小型化等不断增长的需求之间，电源保护向导非常繁忙。
在过去几年里，我目睹了电路保护方案需求的增长，其可针对反向连接、浪涌钳位以及反向电流保护进行防御。这些要求主要针对电压绝对值范围介于 12 至 48V 之间的正极 GND 与负极 GND 两种系统。
那么，这些听起来让人害怕的多元素威胁到底是什么呢？！
作者：Winter Cheng 德州仪器
自从上世纪 60 年代开关模式电源 (SMPS) 问世以来，出现了几种我认为足以让设计人员为之兴奋的技术，即：磁集成（70年代）、软开关（70 年代）、MOSFET（70 年代）和数字控制（70 年代）。除了数字控制是为了提高电源智能性以外，其它几项技术都是为了从更小的尺寸中获得更多的电源。
从另一个角度来看，1980 年之后 SMPS 的发展趋于平缓。我所说的“平缓”实际上是指有点乏味。因此，每当有工程师告诉我说他开发了某项电源革命性突破技术时，我的第一反应就是“老兄，天底下哪还有什么新事物哟。”
图 1：很多令人关注的发展都在 70 年代，随后直到现在都很乏味。
在 1999 年我开始自己电源设计人员职业生涯时，就相信这个行业永远不会停止其向更高功率密度发展的脚步，而且明白我手上有几种工具可以帮助我在这一方向全速行进，这分别是…
作者：Ian Bower 德州仪器
依本人之见，示波器是调试模拟电源的最好工具，对于数字控制电源而言也是如此。通过代码进行单步执行不是一个可行的办法，因为这很容易烧掉 FET。然而，数字系统的挑战在于很多信号在芯片内部消失。敬请使用 UCD3138 PFC EVM 用户指南，这里有几个可演示固件控制 PFC 的方框图实例。
首先是芯片外部硬件中所发生情况的原理图：
您可以看到固件外部仍有可使用示波器进行监控的模拟信号。另外，您是否注意到方框底部输出的信号？这些信号将进入 UCD3138 数字控制器并由固件处理，请看下图。
方框中的每个箭头都代表一个通过下面所述方法送出到器件引脚并由此送到示波器的内部信号。但始于 COMP_D、E 及 F 这 3 个比较器的信号除外，它们全都是代表变量的“模拟”信号。
用于送出信号的两种简单方法：
降压稳压器的效率／尺寸权衡
作为一名应用工程师，我知道降压稳压器的实施不可避免地要涉及效率与尺寸的权衡。尽管这一原理适用于众多开关模式 DC/DC 拓扑，但当应用需要低输出电压和高输出电流（例如 1V 和 30A）时，这一原理就不一定适用了，因为这需要可平衡效率与尺寸的小型电源解决方案。
高效率是重要的性能基准，不仅可减少功率损耗与组件温度上升，而且还可在给定气流与环境温度条件下带来更多有用功率。从这个观点来看，低开关频率非常具有诱惑力，但同时需要大型滤波器组件来满足输出纹波与瞬态响应等目标规范的要求，因此成本和尺寸会随之增加。
专门用于电源管理的 PCB 面积是系统设计人员所面临的一个巨大制约条件。对于这个问题，我们先来回顾一下高开关频率的各项优势。首先，电感和电容需求会随频率上升而降低，从而可实现更紧凑的 PCB 布局以及更小的尺寸外形。更低的电感不但可实现更快的大型信号电流变化以及更高的控制环路带宽…
作者：Brian King 德州仪器
谐振 LLC 半桥转换器非常适合离线大功率应用 (200-800W)，因为一次侧 FET 可从零电压开关 (ZVS) 中获得极大的优势。LLC 转换器需要相当窄的输入范围，因此通常伴随有 PFC 前端。在这些功率级下，输出整流二极管中的损耗会成为一个大问题，其可降低输出电压。使用同步 FET 替代二极管似乎是一个缓解这些损耗不言而喻的办法，但应该如何控制同步 FET 呢？
幸运的是，LLC 半桥中的二次电流及电压波形非常适合使用 GREEN Rectifier™ 控制器。该款绿色环保整流器控制器一般用在图 1 所示的反激电源中，用来监控同步 FET 上的漏-源电压。
图 1.反激转换器中使用的绿色环保整流器控制器
在体二极管开始导通时，该绿色环保整流器控制器会感测到正向压降并接通 FET。在 FET 接通时，控制器继续感测漏-源电压，并在电流降到接近 0 安培时关闭 FET…
最近，一位客户在这里访问了TI E2E 社区的高精度放大器论坛，提出了令人费解的电路工作情况问题。
其电路使用一款运算放大器在极低频率下放大扩音器输出。他采用大型 (47 μF) AC 耦合电容器及高输入阻抗 (100 kΩ) 为其测量获得低转角频率。
遗憾的是，运算放大器输出端出现了几乎 1 伏特的大量 DC 失调。这是怎么回事？
我最喜欢的一句名言是丹麦物理学家 Niels Bohr 说过的：“专家就是在一个非常狭窄领域犯了所有可犯错误的人。”我觉得自己还不是一名专家，但这就是我犯过的一个错误。
图 1
摘自 TI E2E 社区高精度放大器论坛的客户电路图
其运算放大器输出端出现了大量失调
看看图 1 中的客户原理图，C1 电容器值可为该失调源提供重要的线索。大型电容器（特别是电解质与钽质电容器）可能有极大的泄漏电流。这可导致在输入电阻器 R2 上产生电压，运算放大器会对其进行放大…
作者：Art Kay 德州仪器
电源抑制比 (PSRR) 主要说明运算放大器对电源电压变化的抑制效果。PSRR 的定义是每伏电源电压变化的失调程度，单位通常为微伏每伏 (uV/V)。
例如，OPA209 的典型 PSRR 是 0.05uV/V。因此对于 OPA209 来说，电源变化 1V 时，失调偏移只有 50nV（参见图 1）。这一误差与典型失调电压 (35uV) 相比就无关紧要了。此外，高精度系统中的电源通常支持不足 1V 的电压变量。因此您可能会认为：对于具有良好 PSRR 的器件（例如 OPA209）来说电源变化产生的误差可以忽略。问题是数据表中的规范是 DC PSRR，而通常 AC PSRR 才是限制因素。
参数
条件
单位
最小值
典型值
最大值
失调电压
…作者：Vijay Choudhary86929 德州仪器
如图 1a 和 1b 所示，只需对降压转换器原理图进行简单修改，便可将同步降压转换器 IC 用于反相升降压配置。反相升降压转换器可生成负极输出电压，计算公式如下：VOUT= -D/(1-D) x VIN
1a. 同步降压转换器
1b：反相升降压转换器
图 1. 将降压稳压器 IC 用作反相升降压转换器
反相升降压转换器的工作情况如图 2a 和 2b 所示。在 TON（Q1：导通；Q2：关闭）期间，电感器储存能量；而在 TOFF（Q1：关闭；Q2：导通）期间，电感器为输出电容器充电。
2a：TON（Q1：导通；Q2：关闭）
2b：TOFF（Q1：关闭；Q2：导通）
图 2. 反相升降压工作情况
反相升降压配置下降压…
作者：Ramanan Natarajan 德州仪器
智能电表的部署正在全球范围内如火如荼地开展。通常，像你我这样的消费者只支付为空调以及支持互联网功能的大屏幕高清电视等所有家用电器供电所用的电量（kWh：千瓦时)。但事实上，对于所有不支持功率因数校正 (PFC) 的设备来说，从插座消耗的电能要高得多，得用千伏安时 (kVAh) 来表示。而这之间的成本差异则由公用事业公司慷慨承担了。
智能电表即可测量我们消耗的 kWh，也可测量公用事业公司最初产生及输送的 kVAh。值得注意的是这些智能设备能够显示我们不好的消费习惯。我们最好尽快校正功率因数，以免电力公司醒悟过来决定向我们索取他们应得的那份利益。
免受公用事业公司“复仇”之苦的一个办法是使用TI 全新功率因数校正控制器 UCC28180。该产品在连续导通模式下工作，支持从几百瓦到数千瓦的宽泛功率级，进而可用于广泛的家庭及办公电器设备，例如电视…
作者：Brian King 德州仪器
有些工业应用中包含分支电路，需要小型电源为跨隔离边界的噪声敏感型电路供电。在 PLC、数据采集以及测量设备等应用中，该隔离边界可提供抗噪功能。需要这种隔离式电源的典型分支电路包括隔离式 RS-232 和 RS-485 通信通道、线路驱动器、隔离式放大器、传感器以及 CAN 收发器。此外，我们在其它应用中也发现了类似的电源需求，它们需要隔离式电源为 IGBT 提供栅极驱动器电源，而且在一些医疗应用中也需要隔离技术来确保安全性。
下图是这类系统电源需求的简单方框图。低电压轨（通常 3.3V 或 5V）适用于主系统电源。可将该电压轨用于生成隔离式低功耗电压轨，其通常需要低于 2W 的功耗，而且未经稳压。
在这些系统中，非对称半桥或 fly-buck™ 拓扑可提供良好稳压的高效率解决方案。下图是 fly-buck 拓扑的简化原理图。这张图乍眼一看似乎很复杂，但进一步观察后会发现它其实很简单…
作者：Chris Glaser 德州仪器
采用电池驱动单 LED 时，效率是关键。高效使用电池能量并将其转换为光输出可延长电池使用寿命，降低成本并为最终用户减少麻烦。首先要实现高效开关功率转换，接下来是与上一步同等重要的调光。在不需要如此高亮度的照明时，调光可帮助用户减少光输出，进而降低电池电源消耗。调光与高效率功率转换相结合，可最大限度地延长智能手机和血糖仪等设备的电池使用寿命。
通过 a) 检测电阻器与 b) 功率级中的 MOSFET 对比 LED 电流调节。
使这些器件在驱动 LED 时更高效的进一步方法是提高开关功率级自身效率。每个 LED 驱动器中的重要损耗都是电流感应元件（通常是检测电阻器）损耗。作为电阻器，所有通过它的电流都会造成损耗，消耗电池。为了严格控制 LED 电流（与光输出成正比），通常将电阻器用作感应元件。LED 电流通过该电阻器路由，并通过 LED 驱动器测量和调节产生的电压。虽然简单，但遗憾的是对一个单…
有很多应用都可通过多相位电源获得优势，例如 ASIC 或处理器的内核电源、汽车音响电源或者服务器的存储器应用等。几乎任何电源都可充分发挥多相位方案的优势。多相位电源优势包括热性能、尺寸、输出纹波以及瞬态响应等。该方案适用于简单的降压转换器、升压转换器以及诸如有源钳位正向或反向转换器等更复杂设计。
相关文章：多相位降压转换器的优势
电源与传导损耗有关的热性能与电流平方成正比。使用多相位方法可减少这些损耗。例如使用双相位，与传导损耗有关的电源可减半。
传导损耗只是电源总体损耗的一部分，但在较大电流下这些损耗会非常显著。
通过采用多相位方案缩小电源尺寸。尽管需要使用更多组件，但组件的尺寸一般比较小。磁组件会占据绝大多数电源空间，尽管需要更多元件，但整体体积还是会缩小。尺寸因素不仅与真正的大电流电源有关…
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