更新说明：①《开关电源宝典 降压电路(BUCK)的原理与应用》已经完成24万字600多页，初稿仍在完善中，部分章节内容不完整，无法严格按照章节顺序更新...②通常只能利用睡觉、工作之外属于我们自己的第三个8小时及周末写作，同时更新到订阅号中，所以是“每周&不定时”更新...------------------------------------------------1. 简介上图所示，此文回答某平台上某工程师的问题，讨论如何从元器件选型的角度来提升BUCK开关电源的转换效率。2. BUCK开关电源的6个组成部分上图所示，是非同步BUCK电路的拓扑，可见其组成部分有：输入电容Cin，输出电容C...
????关注“电源先生”，解析开关电源????内容声明：部分图文参考网络公开内容，如有侵权，联系删除。更新说明：①《开关电源宝典 降压电路(BUCK)的原理与应用》已经完成24万字600多页，初稿仍在完善中，部分章节内容不完整，无法严格按照章节顺序更新...②通常只能利用睡觉、工作之外属于我们自己的第三个8小时及周末写作，同时更新到订阅号中，所以是“每周&不定时”更新...------------------------------------------------1. 简介上图所示，同步BUCK开关电源电路的功率级(Power Stage)由输入电容、输出电容、高边开关管、低边开关管，以及功率电...
????关注“电源先生”，解析开关电源????内容声明：部分图文参考网络公开内容，如有侵权，联系删除。更新说明：①《开关电源宝典 降压电路(BUCK)的原理与应用》已经完成24万字600多页，初稿仍在完善中，部分章节内容不完整，无法严格按照章节顺序更新...②通常只能利用睡觉、工作之外属于我们自己的第三个8小时及周末写作，同时更新到订阅号中，所以是“每周&不定时”更新...------------------------------------------------1. 简介上图所示，参考[ ]，根据电路节点来分类，BUCK电路有三个节点和对应的电压：输入节点/输入电压Vin、开关节点/电...
Hi 我是“余生死磕电源，致力于成为电源大师”的“电源先生”。------------------------------------------------书归前文 [ ] ...8. 更近一步，电流纹波系数 r1 该选择0.2、0.3还是0.4，为什么呢？在上述第5小节中，我们基于I（电流）值的“关键条件”，得出的结论是：在电路设计之初，BUCK电路功率电感选型时，电流纹波系数 r 需要在 [0, 2] 区间取值，是为了保证设计完成的电路在大多数负载电流条件下都工作在CCM模式下。在上述第6小节中，我们基于不同电流纹波系数 r1 下DCM和CCM两个模式占比不同的对比，得出的结论是：为了使BUCK电路能...
Hi 我是“余生死磕电源，致力于成为电源大师”的“电源先生”。------------------------------------------------书归前文 [ ] ...5. 纹波电流 ΔIL 在电路正常工作中是恒定的还是变化的？参考前文内容，我们基于公式 (0.3) ( L_(BUCK,MIN) = (VIN,MAX-VOUT)×VOUT / (∆I_L×FSW×VIN,MAX) ) 解得BUCK电路的纹波电流表达式如下所示：或其中，V_OUT 是恒定的输出电压；F_SW 是电路工作在CCM模式下恒定的开关频率；L_BUCK 是在电路设计时选型的功率电感，电路设计完成后，其电感值也是恒定的；V_IN 是输入电压。可见：① 设计完成的BUCK电路在...
Hi 我是“余生死磕电源，致力于成为电源大师”的“电源先生”。------------------------------------------------1. 背景简述开关电源（或开关稳压器）能够将输入电压转换为更高或更低的输出电压。对开关电源的拓扑结构稍微了解即可知道，功率电感是开关电源中必不可少的元件之一。大部分开关稳压器规格书、应用笔记和技术文档中，在进行电感元件选型时都建议将电流纹波系数 r 取值为0.3 。那么，为何在多数应用中 r = 0.3 会是不错的选择呢？此文，尝试从电流纹波系数 r 的定义开始，重新认识该参数；分析为什么 r 的可取范围是 [0, 2] ；分析为什...
Hi 我是“余生死磕电源，致力于成为电源大师”的“电源先生”。------------------------------------------------1. 简介[ ] 中分析了BUCK电路输入纹波电压的表达式如下所示：其中，C_IN 是输入电容[F]，ESR_CIN 是输入电容的等效串联电阻参数[Ω]，F_SW 是开关频率[Hz]，I_OUT 是负载电流[A]，D 是降压电路CCM模式下的占空比[无量纲]。此文，我们将基于上述公式(3.171)，分析总结BUCK电路减小输入纹波电压的方法。2. 减小输入纹波电压的方法基于输入纹波电压公式(3.171)可知：1）在D、 I_OUT 不变的情况下，∆V_CIN 与 ESR_CIN 成正比关系；...
Hi 我是“余生死磕电源，致力于成为电源大师”的“电源先生”。------------------------------------------------1. 简介[] 解释了BUCK电路输入端纹波电压（简称“输入纹波电压”，Input Ripple Voltage）的三个组成部分。[] 分析了BUCK电路输入端纹波电压的第一个组成部分输入电容ESL纹波电压分量、计算公式的推导过程。[] 分析了不同资料中输入电容ESR纹波电压分量有5种不同的表达形式，总结了它们之间的区别：因为它们选择的“电流变化量”这个参数不同，最终它们都是“欧姆定律 U = I * R”的体现。所谓“万变不离其宗”，这些不同的输入电...
要负压，就反加，将激磁后电感的感应电压以相反极性加到输出电压，就可以得到负压BUCKBOOST变换器最基本的电路结构，下面介绍其工作原理。1、 电感电流连续导通模式CCM工作原理假定：BUCKBOOST负压变换器工作在稳定状态，电感电流iL处于连续导通模式：每一个开关周期开始时，iL从一定的初始值iLmin开始激磁工作，每一个开关周期结束，电感电流回到初始值iLmin。开关管Q、二极管D、电感L和滤波电容均为理想元件，滤波电容的电容值足够大，输入电压纹波和输出电压纹波都很小，输入电压Vin和输出电压-Vo保持稳定不变，开关管Q、二极管D、电感L三个元件...
从负输入电压-Vin得到正输出电压Vo，主要有二种方案：1、使用反激变换器，这种方案需要变压器，体积大，元件多，结构复杂。2、把负输入电压端-Vin接到控制器的参考地，系统的输入电压相当于正电压Vin，输出电压相对于-Vin为正电压Vin+Vo，这样就可以使用结构更加简单的BOOST变换器，直接进行升压，把如图1所示。图1 BOOST升压变换器例如：输入电压为-48V，输出为5V，BOOST变换器将输入48V升到53V，就可以在输出端得到5V正电压。从系统调节反馈原理，电阻R2跨接在参考电压Vref和芯片参考地之间，其两端电压固定为Vref，电流恒定为Vref/R1；忽略Vref...
反激变换器需要使用RCD吸收电路RSn、CSn和DSn，钳位VDS的尖峰电压值不超过功率MOSFET管的最大额定值，同时具有一定裕量。开关电压波形VDS中，n·Vo为次级输出电压反射到初级的电压，VC为电容CSn的直流电压，也就是钳位电压。图1 反激变换器RCD吸收电路图2 反激变换器VDS波形功率MOSFET管关断后，VDS电压从0开始上升；当其上升到Vin+VC时，吸收电路的二极管DSn导通，VC电压反向加在初级绕组的漏感Llk二端，漏感Llk去磁，电流从最大值Ipk下降。图3 吸收电路工作波形当漏感Llk的电流从最大值Ipk降低到0时，二极管DSn自然关断，二极管DSn导通持续...
1、超级结构高压功率MOSFET管早期主要为平面型结构，采用厚低掺杂的N-外延层epi，保证器件具有足够击穿电压，低掺杂N-外延层epi尺寸越厚，耐压额定值越大，但是，导通电阻随电压以2.4-2.6次方增长，导通电阻急剧增大，电流额定值降低。为了获得低导通电阻值，就必须增大硅片面积，需要更大晶片面积降低导通电阻，一些大电流应用需要更大封装尺寸，成本随之增加，Crss电容增加导致开关损耗增加，系统功率密度很难提高，应用受到很大限制。高压功率MOSFET外延层对导通电阻起主导作用，要保证高压功率MOSFET管具有足够击穿电压，同时，降低导通电阻，最...
1. 沟槽双扩散型场效应晶体管垂直导电平面结构功率MOSFET管水平沟道直接形成JFET效应，如果把水平的沟道变为垂直沟道，从侧面控制沟道，就可以消除JFET效应。(a) 水平沟道(b) 垂直沟道(c) 栅极沟槽(d) 沟槽结构图1. 沟槽结构功率MOSFE管为了形成这种垂直沟道结构，必须在N-外延层中开沟槽，沟槽表面制作氧化层后，在沟槽内部填充多晶硅形成栅极；在沟槽氧化层外侧，通过二次扩散掺杂，形成P-体区，并在P-体区内部形成N+源极区。这种结构制作过程中，需要开沟槽（Trench），称为沟槽结构功率MOSFET管、Trench结构功率MOSFET管。(a) 沟槽结构立体图(b...
大家好，我是电源漫谈。今天聊一下薄膜电容，顾名思义，薄膜电容的电介质是各种不同的聚合物薄膜材质，从而特性各有不同，另外，从结构上讲薄膜电容分为卷绕型薄膜电容及叠层型薄膜电容，如下图1所示。其中卷绕型内部是采用卷绕并冲压聚合物薄膜，而叠层型内部是将多层聚合物薄膜叠加到一起。 图1薄膜电容结构分类薄膜电容的特点，这里不一一列举，有兴趣可以去查询详细资料，这里主要说一下其自愈特性。这一特性使得他适合在高可靠性场合使用，如汽车，工业等。 图2 薄膜电容的自愈功能当薄膜电容发...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，这里我们同样以在中提到的dsPIC33FJ系列这款古典的数字电源控制器举例，其高速PWM 模块提供正死区时间和负死区时间。通常来讲，正死区时间可防止PWM 输出重叠，正死区时间实际上是电路通过消隐PWM 信号的前沿来工作。 它是指一段可编程的时间段，当PWM工作在互补模式下时，为了防止上下管直通电流， 在一个PWM 输出的关闭事件和 互补的另一个 PWM 输出的开启事件之间，需要设置一个死区时间段。相对应的，负死区时间是PWMxH 和 PWMxL 信号的强制重...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，当用户将电力接收器放置在电力发射器的操作空间内时，电力发射器会启动进行通信，这时通信协议的目的主要是配置和控制电力传输，线圈中的功率信号提供所有通信的载体，在Qi 规范中的“通信物理层”，定义了数据位、数据字节和数据包的底层格式，而在Qi 规范的通信协议层，定义了数据包的有效负载及其在功率控制协议中的使用。在MPP协议发布之前，Qi 规范定义了两种通信协议，简述如下，BPP协议---Qi Power Class 0 规范 1.0 版中引入的原始...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，MPLAB XIDE 6.2版本发布有一段时间了，一直没有时间去做测试，今天来做一下基本的新建工程的测试，顺带简单概括一下MPLAB XIDE 6.2有什么新功能及改进。对于不熟悉MPLAB XIDE的朋友而言，我们简单介绍一下这个开发环境。MPLAB XIDE 集成开发环境是一款可扩展、高度可配置的软件程序，其中包含强大的工具，可帮助您发现、配置、开发、调试和评估我们大多数微控制器和数字信号控制器的嵌入式设计。MPLAB XIDE 与 MPLAB 开发生态系统的软件和工具无缝...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，在电源项目应用中，有时候不同PWM频率信号之间需要同步，此时需要一些特殊设置可以实现，本文就介绍其中一种方法，基于dsPIC33CK256MP506实验平台，采用ADC分频触发事件，结合PWM的PCI同步功能来实现这一需求。首先设置两路不同频率的PWM信号，这里PWM3设置为500kHz，PWM4设为100kHz，分别设置为自触发模式，互补模式输出，此时我们查看二者波形。图1 CH1-PWM3L, CH2-PWM4L从图1上看，PWM3L的频率为500k，而PWM4L的频率为100kHz，符合我们前面的基...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，MPLAB IDE的工程是一组文件，需要用它建立一个应用，同时借助于和它相关的不同编译工具，以下是一个一般的MPLAB XIDE的工程。图1 项目工程输出文件产生过程在这个MPLAB IDE的工程中，C源文件作为编译器的输入，编译器产生输入给汇编器的源文件。这个阶段，汇编源文件作为C预处理器的输入，结果文件也会输入给汇编器，汇编器产生object文件给到Linker或者archiver。而Object文件可以使用archiver或者librarian打包成库文件。Object文件和库文件，以...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，影响SiC功率模块封装性能的两个重要方面，一个是基板材料，另一个是基板材料的覆铜工艺。本文重点讨论这两点差异。一、半导体器件中的陶瓷基板分类 半导体电子器件行业广泛应用陶瓷基板，按照基板材料划分,主要有氧化铝陶瓷基板(Al2O3)、氮化铝陶瓷基板(AlN)和氮化硅陶瓷基板(Si3N4)三种。图1 三种材料性能对比其中，氧化铝陶瓷基板最常用，主要采用DBC工艺，氧化铝陶瓷基板其制造工艺成熟，并且成本低廉，在中低端领域有较大的市场需求。但是氧化...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，随着新能源车充电技术的发展，和电源模块供应商及无线充电行业相似，一个统一的标准，方便不同供应商及行业生态中的参与者进行互相兼容，因此充电桩行业的OCPP标准应运而生。图1 电力需求及EV充电的智能管理需求从上述例子中，基于电动汽车的长时间闲置及充电的快速性，可以看到电动汽车充电的灵活配置需求有很大空间，以便优化电网平衡能力。图2 EV充电的不确定性作为一种比较复杂的能量需求负载，给电网带来的挑战越来越大，经常会出现像如图2中...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈,前面在上一次基础上做了一些更新，再次汇总一下前面断断续续写过的一些和碳化硅相关主题的文章，汇总如下，供参考。2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.更多好文，请点击下方关注“电源漫谈”知识星球号，共同探讨电源硬件/软件/市场/应用/技术的方方面面！一起精进学习进步！陪伴，成长，监督！//关于知识产权：1.本公众号主要用于个人学习笔记归纳及分享，无任何商业目的。2.本公众号所发表言论及观点...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，众所周知，由于没有IGBT所具有的拖尾电流，SiC MOSFET可以比IGBT实现更高频化，同时关断损耗又不至于太高，有助于提高系统功率密度。值得注意的是，开关速度在一定程度上取决于栅极电阻，包含芯片内部和外部串联栅极电阻，针对合适的系统级考虑选择合适的外部栅极电阻。芯片的内部栅极电阻取决于材料的物理特性和芯片尺寸，芯片尺寸越小，则其栅极电阻越大，SiC MOSFET首先比Si MOSFET的尺寸小，所以一般来说，栅极电阻会变大一些，在芯片内部栅极...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈,今天汇总一下前面断断续续写过的一些和碳化硅相关主题的文章，汇总如下，供参考。2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.//关于知识产权：1.本公众号主要用于个人学习笔记归纳及分享，无任何商业目的。2.本公众号所发表言论及观点不代表本人现任公司及前任公司，如有错误请不吝指正。3.如果认为有帮助可以分享转发，如需转载公众号内容，请留言告知。4.有些图片及文字内容来自网络，如有侵权，请联系作者删除。5....
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，无线功率传输系统的效率取决于特定的组合，例如，使用的功率发射器和特定功率接收器，以及它们的线圈是否对准。由于功率发射器和功率接收器是两个独立的终端的子系统设备，他们可能来自不同制造商，各自的效率只能是使用另一个子系统--参考测试夹具进行测量。下面定义了具体步骤，借助测试功率发射器和测试功率接收器来测量整个系统效率，在 Qi 规范中定义了功率接收器测试工具，及功率发射器测试工具。图1 无线充电系统系统效率定义图 1 显示了无...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，开关转换期间，由于漏极-源极电压快速上升，MOSFET 的寄生电容会导致栅极电压尖峰，如果超过阈值，可能会导致误导通。 与 Si MOSFET 相比，SiC MOSFET 的阈值电压较低，因此更容易出现误触发。例如，Si MOSFET 的典型阈值电压的值为 4 V，而 SiC MOSFET 的值仅为· 2.1V。 半桥开关的详细原理图，包括SiC MOSFET的寄生参数的结构如图1所示。驱动电压VGH和VGL分别控制高侧 SH 和低侧 SL MOSFET的开关状态 。此外，RGL 和RGL(in) 分别是低侧MOSFET SL...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，三相维也纳PFC拓扑广泛应用于新能源汽车充电桩，以及大功率开关电源，在30kW的功率等级下，可以达到98.6%以上的效率，相比较于标准的三相BOOST PFC，它可以减小功率MOSFET的电压应力，降低开关损耗，提高开关频率以改善磁性元件的体积等优势。三相维也纳PFC的基本框图如图1所示，图1 三相维也纳PFC的基本框图三相AC电压输入连接到三相共模和差模滤波器，它用来衰减由三相有源PFC电路产生的传导高频噪声，三相维也纳整流功能作为一个三相BOOST变换器...
点击下方关注公众号：电源漫谈关注，分享，点赞，赞赏，在看，支持优质内容！大家好，我是电源漫谈，本文主要讨论SiC MOSFET 和肖特基二极管由中子通量引起的超额故障率这个话题的一些基本概念。电力电子设备中由中子引起的故障是很多高可靠性应用中的关注点，基于设备的使用情况，预期寿命的减少是可以估计的，这个估计是在海平面和15,000 米（50,000 英尺）之间的高度最准确，而并不适用于航天应用。中子诱发失效发生的过程从高能粒子进入地球空气开始，这些粒子大部分带电并且被地球磁场偏转，由于这个原因，因此中子引起的失效是依赖位置因素的...
基于弛豫电压的锂离子电池的非线性衰减转折点和剩余使用寿命预测No.1研究概述锂离子电池在长期使用过程中会出现非线性衰减，预测非线性衰减趋势对积极采取措施延长电池寿命和确保电池安全具有指导意义。在本研究中，提出了一种以弛豫电压为特征序列的非线性衰减转折点预测方法。并且，这是首次尝试对转折点和剩余使用寿命（Remaining useful life，RUL）进行联合预测。建立了一个结合转折点特征的RUL预测框架，稳定地提高了剩余使用寿命的预测精度。通过迁移学习，在不同的电池数据集上验证了所提出的联合预测方法。预测结果可以作为各种应用场景的...
视频简介电化学阻抗谱（EIS）可以反映动力电池内部电极过程动力学特性。作为一种新型的物理量，近些年在动力电池管理系统应用中受到了广泛的关注。此系列视频将围绕该话题，主要针对EIS的原理、获取、建模和应用展开介绍，也涉及了团队近些年在EIS相关领域的一部分工作。希望此分享能给需要使用EIS进行智能电池管理的学生、科研人员、工程师提供快速入门。作者简介王学远，同济大学汽车学院助理教授，研究领域为动力电池管理，包括电化学阻抗谱、快充、智能电池等方向，入选第八届中国科协“青托”工程。主持国家自然科学基金青年基金等省部级及以上...