cathy的博客

如何为您的应用找到合适的隔离解决方案?

尽管您可能已清楚地知道什么是隔离,但您仍然可能会对隔离的各种类型有疑问。在本篇技术文章中,我将定义四种主要的隔离类型,并解释工程师如何从TI新的全集成变压器技术中获益,这种技术与其他增强型隔离解决方案相比,具有多种优势。

简单地说,隔离可在传输所需信号和/或电源的同时,阻止系统不同部件之间的异常直流和交流电流。设计人员将在许多应用中采用隔离技术来为电源或电机驱动电路中的高压侧栅极驱动器供电,保护高压系统中的低压电路(如电动汽车系统中的处理器),分离具有不同电压电位的系统之间的通信,或防止高压设备终端用户触电。存在许多不同级别的隔离,包括功能隔离、基础隔离、双隔离和增强隔离。

功能隔离,顾名思义,仅提供功能。它以一个电势将一个信号或电源从一个电势的系统传递到另一个电压不同的系统。它并不能防止触电。

下一个是基础隔离。它是一种功能隔离,但增加了触电保护。I类设备使用功能隔离和接地连接来保护用户。图1所示为典型的I类设备。

从零开始,带你认识电源内部的元器件

电源不像处理器,可以看规格知性能;电源也不像显卡,由一颗关键的GPU来决定档次。

一款好的电源除了满足功率需求以外,还必须考量稳定、节能、静音、安全等多方面的因素。

在没有专业设备进行检测的情况下,我们只有了解一些电源的基本原理和元器件知识,才能做到对电源“一目了然”。

抓住关键,不再眼晕

从外面看起来,电源的个头也就比一块“板砖”大一点,但它“肚子”里装的东西可着实不少。

拆开外壳,我们能看到数以百计的、各式各样的电子元器件和复杂交错的线缆,不免让人眼晕。俗话说“擒贼先擒王”,在观察电源时,我们也应该着重留意以下几个部分。

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某电源的内部结构图,序号1~6分别标识出了大家应该着重观察的部分。

1. 一、二级EMI滤波电路。这部分的作用是将外部电网进入的市电进行过滤,得到比较纯净的交流电供后续使用。

【深度解读系列】 蓝牙mesh照明控制系统之消除误解、展望未来

作者:Szymon Slupik——Silvair联合创始人兼CTO、蓝牙技术联盟 - 蓝牙Mesh工作组主席

关于蓝牙mesh的常见误解

您可能很难相信,无线控制系统现已具备有线控制系统的可靠性。

尽管如此,人们对于蓝牙mesh标准的当前状态及其功能仍存在很多误解,可能因为蓝牙技术多种多样,而蓝牙mesh只是其中之一。此外,照明行业在进军物联网的这十年来经历了很多失败,他们发现照明控制环节比预想得更加困难,而科技行业花了数年时间才设计出能够满足专业照明需求的解决方案。

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经过如此长时间的等待后,一部分人可能已很难相信无线控制系统如今已可以达到接近有线控制系统的可靠性。而了解蓝牙mesh现状的最好办法是明白它的实际运作情况,这也是我给所有照明设计师的建议。同时,我们还要消除有关这一全球标准的一些常见误解。

如何解决LED电源中的电磁干扰问题?

熟悉电源电路设计的朋友们都知道,在LED电源的设计过程中,电磁干扰EMI是个不小的难题,那么如何能解决这个问题?本文将从这一角度来分享对电磁兼容性的处理,让电磁干扰不再是难题!

电磁兼容(EMC)是在电学中研究意外电磁能量的产生、传播和接收,以及这种能量所引起的有害影响。电磁兼容的目标是在相同环境下,涉及电磁现象的 不同设备都能够正常运转,而且不对此环境中的任何设备产生难以忍受的电磁干扰之能力。习惯上说,EMC包含EMI(电磁干扰)和EMS(电磁敏感性)两个 方面。

电磁干扰(EMI)是指任何在传导或电磁场伴随着电压、电流的作用而产生会降低某个装置、设备或系统的性能,或产生不良影响的电磁现象。

LED电源电磁干扰,工程师要考虑的主要方面有:电路措施、EMI滤波、元器件选择、屏蔽和印制电路板抗干扰设计等。

一、影响EMC的几个因素

(1)驱动电源的电路结构

最初的LED电源就是线性电源,但是线性电源在工作时会以发热的形式损耗大量能量。线性电源的工作方式,使他从高压变低压必须有将压装置,一般的都是变压器,再经过整流输出直流电压。虽然笨重,发热量大,优点是,对外干扰小,电磁干扰小,也容易解决。

电源噪声滤波器的基本原理与应用方法

随着现代科学技术的飞速发展,电子、电力电子、电气设备应用越来越广泛,它们在运行中产生的高密度、宽频谱的电磁信号充满整个空间,形成复杂的电磁环境。复杂的电磁环境要求电子设备及电源具有更高的电磁兼容性。于是抑制电磁干扰的技术也越来越受到重视。接地、屏蔽和滤波是抑制电磁干扰的三大措施,下面主要介绍在电源中使用的EMI滤波器及其基本原理和正确应用方法。

电源设备中噪声滤波器的作用

电子设备的供电电源,如220V/50Hz交流电网或115V/400Hz交流发电机,都存在各式各样的EMI噪声,其中人为的EMI干扰源,如各种雷达、导航、通信等设备的无线电发射信号,会在电源线上和电子设备的连接电缆上感应出电磁干扰信号,电动旋转机械和点火系统,会在感性负载电路内产生瞬态过程和辐射噪声干扰;还有自然干扰源,比如雷电放电现象和宇宙中天电干扰噪声,前者的持续时间短但能量很大,后者的频率范围很宽。另外电子电路元器件本身工作时也会产生热噪声等。

这些电磁干扰噪声,通过辐射和传导耦合的方式,会影响在此环境中运行的各种电子设备的正常工作。

巧用磁珠和电感各自优势,解决EMI和EMC超简单~

磁珠和电感在解决EMI和EMC方面的作用有什么区别,各有什么特点,是不是使用磁珠的效果会更好一点呢?

磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号,象一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDRSDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种蓄能元件,用在LC振荡电路,中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHZ. 磁珠有很高的电阻率和磁导率,等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。

磁珠的功能主要是消除存在于传输线结构(电路)中的RF噪声,RF能量是叠加在直流传输电平上的交流正弦波成分,直流成分是需要的有用信号,而射频RF能量却是无用的电磁干扰沿着线路传输和辐射(EMI)。要消除这些不需要的信号能量,使用片式磁珠扮演高频电阻的角色(衰减器),该器件允许直流信号通过,而滤除交流信号。通常高频信号为30MHz以上,然而,低频信号也会受到片式磁珠的影响。磁珠有很高的电阻率和磁导率,他等效于电阻和电感串联,但电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高频滤波特性,在高频时呈现阻性,所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗,从而提高调频滤波效果。

一分钟搞懂单片机、ARM、FPGA、嵌入式的区别及各自特点

学习嵌入式需要了解硬件知识,其中包括单片机、ARM、FPGA等,不同的硬件有不同的特点,需要了解他们相应的特点才有利于操作应用。

那么单片机、ARM、FPGA、嵌入式的区别和特点有哪些呢?

单片机的特点:

(1)高集成度,体积小,高可靠性 单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上,集成度很高,体积自然也是最小的。单片机程序指令,常数及表格等固化在ROM中不易破坏,许多信号通道均在一个芯片内,故可靠性高。

(2)控制功能强 为了满足对对象的控制要求,单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力,I/O口的逻辑操作及位处理能力,非常适用于专门的控制功能。

(3)低电压,低功耗,便于生产便携式产品 。为了满足广泛使用于便携式系统,许多单片机内的工作电压仅为1.8V~3.6V,而工作电流仅为数百微安。

ARM的特点:

(1)自带廉价的程序存储器(FLASH)和非易失的数据存储器(EEPROM)。这些存储器可多次电擦写,使程序开发实验更加方便,工作更可靠。

PCB上布线宽度对阻抗的影响

在进行PCB布线时,经常会发生这样的情况:走线通过某一区域时,由于该区域布线空间有限,不得不使用更细的线条,通过这一区域后,线条再恢复原来的宽度。走线宽度变化会引起阻抗变化,因此发生反射,对信号产生影响。

那么什么情况下可以忽略这一影响,又在什么情况下我们必须考虑它的影响?

有三个因素和这一影响有关:

1、阻抗变化的大小;

2、信号上升时间;

3、窄线条上信号的时延。

首先讨论阻抗变化的大小,很多电路的设计要求反射噪声小于电压摆幅的5%(这和信号上的噪声预算有关),根据反射系数公式:

ρ=(Z2-Z1)/(Z2+Z1)=△Z/(△Z+2Z1)≤5%

可以计算出阻抗大致的变化率要求为:△Z/Z1≤10%你可能知道,电路板上阻抗的典型指标为+/-10%,根本原因就在这。

共模辐射电磁干扰噪声抑制

共模辐射是由于接地电路中存在电压降(如下图),某些部位具有高电位的共模电压,当外接电缆与这些部位连接时,就会在共模电压激励下产生共模电流,成为辐射电场的天线。这多数是由于接地系统中存在电压降所造成的。共模辐射通常决定了产品的辐射性能。

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1、共模辐射场

共模辐射主要从电缆上辐射,可用对地电压激励的、长度小于 1/4波长的短单极天线来模拟,理想天线上的电流是均匀的,实际天线顶端电流趋于0。实际电缆由于另一端接有一台设备,相当于一个容性负载的天线,即天线的端点接有一块金属板,这时天线上流过均匀电流。设天线指向为最大场强,则得到最大场强计算公式为:

参考平面你选对了吗?

Q:四层板,层叠走TOP-GND-POWER-BOTTOM,做共面阻抗,参考第三层的话,刚好天线下面的第三层区域走的电源3V3,有影响吗?还是天线参考必须要是GND吗?

首先电源平面肯定是能做参考平面的,常见的DDR的六层板,一般都用了电源层作为DDR信号的参考平面,这个设计过的基本都不会迟疑。我们要弄明白的问题就是电源平面是否可以作为RF信号,高速信号的参考平面?在这里就分享下这个问题的一些见解和思路。

第一,我们需要弄清楚什么是参考平面?

首先很确定的它是一个平面,是一个完整的平面;以表层走线来说,走线和下面的平面层共同构成了电磁波传输的物理环境。走线下面的平面到底是什么网络属性无所谓,VCC、GND、甚至是没有网络的孤立铜皮,都可以构成这样的电磁波传输环境,关键在于下面的平面是导体就行了。信号路径是表层走线,所以下面的平面就是参考路径。对于PCB上这一特殊结构,参考路径是以平面的形式出现的,所以也叫参考平面。从电流回路的角度来说,参考平面承载着信号的返回电流,所以也叫返回平面。下面的图显示了表层走线的场分布和电流分布。