电源相关技术知识

移动电源提高转换率，优化设计思路是关键随着电子产品在人们日常生活中需求地位的上升，如何为用户提供一个安全性强、功能好、价格又实惠的电源产品，是所有电源设计者都难以回避的挑战。设计者为此找到一条正确的方法论，从众多芯片方案中找出一个最合适的就显得尤为重要。图片来源于网络设计的复杂性在不断提高，一块PCB上往往需要10个或更多的电源。因此，有助于缩小方案体积、提高系统效率以及降低系统成本，并能同时配置和设计多重负载电源系统的方法，正在引起电源设计工程师的关注。NS如何设计多重负载系统电源的分析和表述，相信会对我们找到相关解决思路提供启发与帮助。节能减排的趋势，使业界对电源适配器的待机功耗和转换效率的要求正在迅速提高。2009年，满足EPA2.0严格规范的全新准谐振反激式控制器问世。Infineon适用于绿色电源适配器解决方案的准谐振反激式控制器，自然成了先行者。通过内部和外部电源适配器，电能被转化成热能而消耗掉。因可节省大量的电能，高能效、低待机功率电源适配器的商业价值就显现了出来，从而，DC-DC转换器的效率和功率损耗就成了许多电子系统的一个重要特征参数。Fairchild对适配器电源设计的探讨，Vishay提出的测量高频开关DC-DC转换器中热应力器件功率耗散的新方法，以及Maxim针对LED照明换代产品设计回答了如何实现远程控制的难题。锂离子电池以其重量与容量的高比能量广泛应用于便携式电子设备中。然而，锂离子电池(/)对过量充电与过高温度都很敏感，这可能会导致热耗散及电池爆炸。如何设计安全性更高的电池充电系统已成为充电电池供电设备设计的关键因素之一。那么，TI会告诉我们如何去设计安全性更高的电池充电系统?Fujitsu也向我们展示了其笔记本电脑锂电池充电控制DC/DC转换器技术的优势。在电池技术没有得到实质性突破iPad仍能实现长达10小时待机时间成功安例，不难看出，通过电源与系统的协同设计从而实现电源系统与整机系统较合理的搭配，这种设计优化手段正在不断地挖掘电池放电的潜能，这是未来几年电源设计技术的走向。当然，这也是我们编辑出版本次电源增刊的目的所在。采用无线供电技术，频率是关键采用无线供电技术为电动汽车(EV)充电的非接触充电技术开发正在推进之中。在开发技术的同时，标准化事宜也被提上了日程。日本汽车技术协会(JSAE)无线供电系统技术部门委员会就在日本推进对EV充电无线供电技术标准化的探讨。日前，记者采访了该委员会的干事横井行雄。――JSAE的无线供电系统技术部门委员会主要开展哪些活动？横井：我们的主要目的是在加盟企业之间提供有关技术标准化的话题，让各公司之间实现信息共享。并不直接进行标准化工作。组建无线供电系统技术部门委员会是出于这样的想法：“尽管日本在无线供电系统的关键技术实力方面拥有优势，但如果不采用AllJapan体制，就会步其他国家的后尘，为将来埋下祸根。因此，需要尽量使相关人士汇聚在一起，交流信息并共商未来解决方案，作为有助于实现国家利益的技术沙龙开展活动。”这是本委员会委员长，东京大学新领域创成科学研究系教授堀洋一成立该组织的宗旨。无线供电系统技术部门委员会目前共有30名委员和21名观察员。除了丰田、日产及本田技术研究所等汽车厂商之外，松下、东芝、昭和飞机工业、长野日本无线等设备厂商，以及大学和研究机构等也加盟其中。委员会在每月的例会上提供2〜3个话题并整理出问题点，还举办试制系统的参观活动。而且，还与日本汽车研究所(JARI)的非接触充电标准化工作小组建立了合作关系，所以也为成员提供来自JSAE的信息。――目前，有哪些团体在推进EV非接触充电系统的标准化工作？横井：首先是海外团体，美国汽车工程师学会(SAE)正在积极推进这方面的工作。SAE的“J2954”分会正在进行有关EV非接触充电方式的讨论，除了欧美厂商之外，日本汽车厂商也参与了讨论。安全标准方面，有美国UL公司的“Subject2750”项目。另外还有国际电工委员会(IEC)电动道路车辆和电动载货车委员会(TC69)的第四工作组正在进行审议的EV非接触充电标准化问题，该工作组与ISO(国际标准化组织)道路车辆技术委员会(TC22)的电动汽车工作组(SC21)存在合作关系。日本方面，JARI中设有非接触充电标准化工作小组，作为上述IEC等在日本的审议机构开展活动。JARI与SAE也有合作关系，双方签订有备忘录，所以双方会逐一报告SAE讨论的内容。――要采用无线供电技术为EV充电的话，需要探讨哪些课题？横井：需要探讨的课题很多。比如，如何确保安全，采用什么传输方式，如何应对位置偏移，此外还有供电功率值、EMI/EMC、评估方法等等，不胜枚举。其中，关系到上述所有问题的重要因素是“频率”。原因是，使用的频带不同，会对安全、供电功率及EMI/EMC等很多问题带来影响。与已经开始应用无线供电技术的便携终端不同，EV非接触充电的供电功率高达1kW〜10kW。因此，构建系统的出发点是使用什么频率。但是，准备专用频率需要花费大量时间。而且，如果想要确保国际通用的频带，还需要世界无线通信大会(WRC)进行讨论，工作量庞大，更费时间。因此，各标准化团体都是将频率问题搁置一旁，先从容易解决的课题开始讨论的。――目前是否已经有了有望使用的频带？横井：直到前一段时间，使用13.56MHz频带的ISM带还是有力方案。但最近，汽车厂商等开始关注更低频带的使用。比如，有传闻称，过去以使用10MHz左右频带为目标的美国WiTricity公司现在也在寻找145kHz附近的频带，还听说美国高通公司的目标是利用6.78MHz频带。虽然使用ISM带比较容易，但对于某些系统来说，或许并不是最佳方案。估计频率的讨论今后将成为一大课题。我认为，因为无线供电为近距离供电，使用近区电池场，所以选择频率时首先应根据各国的频率使用情况，在避免对其他无线用户造成不良影响的范围内进行选择，并反复进行实用化评估测试，这样才能早日走向实用化。尽管如此，想必大家也都知道，频率的讨论需要花费很长时间。日本也需要对频率问题达成一致。JSA