为IoT系统量身定做的电源转换器.doc
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1、为IoT系统量身定做的电源转换器在功率频谱的中低端,存在着“物联网”(IoT) 设备中常见的适度电源转换等要求,因而必需使用可处理中电平电流的电源转换 IC。这些电流通常约为几百毫安,但是在内置功率放大器出于数据或视频传输目的而产生峰值功率需求时则会更高。因此,用于支持众多 IoT 设备的无线传感器之迅速普及增加了对于小巧、紧凑和高效率电源转换器的需求,此类电源转换器专门针对空间和散热条件受限的设备外形尺寸量身定做。然而,与许多其他应用不同的是,很多工业和医疗产品对于可靠性、外形尺寸和坚固性的标准通常高得多。如您所料,设计负担大部分落在了电源系统及其相关的支持组件上。工业、甚至医疗 IoT 产
2、品必须正常运行,并在交流电源主插座和备份电池等多种电源之间无缝切换。此外,必须全力提供针对各种不同故障情况的保护,并且尽量延长依靠电池供电时的工作时间,确保无论接入哪种电源,都能实现可靠的正常系统操作。因此,这些系统中使用的内部电源转换架构必需坚固、紧凑,而且仅需极少的散热。电源设计考虑因素工业 IoT 系统设计人员在具备无线传输能力的系统中使用线性稳压器的做法很常见。这么做的主要原因是线性稳压器能够最大限度降低 EMI 和噪声辐射。然而,尽管开关稳压器产生的噪声高于线性稳压器,但是其效率指标要好得多。经证明,如果开关以可预知的方式运行,那么许多敏感应用中的噪声和 EMI 水平是非常容易管理。
3、假如开关稳压器在正常模式中以恒定频率执行开关操作,而且开关边沿是干净和可预知的 (没有过冲或高频振铃),则可以最大限度抑制 EMI。而且,较小的封装尺寸和高工作频率能够提供小巧紧凑的布局,这极大地降低了 EMI 辐射。此外,倘若稳压器可使用低 ESR 陶瓷电容器,则能尽可能地减小输入和输出电压纹波,这些纹波是系统中的额外噪声源。当今工业和医疗 IoT 设备的主输入电源通常是由外部 AC/DC 适配器和/或电池组提供的 24V 或 12V DC 电源。然后,采用同步降压型转换器将该电压进一步降低至 5V 和/或 3.xV 电源轨。然而,这些医疗 IoT 设备中的内部后置稳压电源轨数目有所增加,而
4、工作电压则持续下降。所以,许多此类系统仍然需要用于为低功率传感器、存储器、微控制器内核、I/O 和逻辑电路供电的 3.xV、2.xV 或 1.xV 电源轨。虽然如此,用于数据传输的内部功率放大器会需要一个 12V 电源轨和高达 0.8A 的电流能力,以将任何记录数据传输至一个远程中央平台。传统上,这个 12V 电源轨一直是由升压型开关稳压器提供,因而要求设计人员具备专门的开关模式电源设计知识,而且必需在印刷电路板 (PCB) 上留出较大的解决方案尺寸。一款全新紧凑型升压转换器在设计中采用 ADI 的 Module 产品,最多可使完成设计过程所需的时间减少 50%,具体取决于设计的复杂程度。Mo
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