模压式电感

在提升功率变换器的功率密度、开关频率(fSW)及效率的过程中，设计人员面临诸多持续挑战，而实现功率晶体管快速且安全地开关尤为重要。基于这些需求，碳化硅（SiC）MOSFET 和共源共栅（cascode）结构的宽禁带功率半导体器件变得比传统硅基器件更受青睐。然而，这类器件在工作时会产生极高的电压斜率（dV/dt），因此必须格外谨慎，以防引发“米勒导通”（Miller turn-on）现象。 如果 MOSFET 因米勒电容而意外导通，功率变换器的桥式结构可能会短时间进入直通状态，这会带来一系列不利后果，轻则导致温度升高，重则造成器件损毁。为了规避这一问题，设计师往往会过度设计栅极驱动电路，从而导致电路性能不佳、响应缓慢且成本增高。 本文将介绍由米勒寄生电容对功率 MOSFET 和共源共栅产生的感应导通效应，讨论影响这一现象的因素、能够避免相关问题的驱动配置，以及共源共栅如何凭借其有...

无论传统架构还是前沿设计，高压功率变换器拓扑大多都由以半桥或全桥方式配置的晶体管组成。通常，在栅极无需负电压时，可以采用自举技术驱动上管晶体管。这种方法看似简单直接，但在涉及交流电网周期（例如在图腾柱变换器应用中）时，由于其频率较低，必须格外谨慎处理。 本文将介绍图腾柱变换器中晶体管驱动可能面临的挑战，重点分析慢速桥臂的驱动问题及其解决方法。 图腾柱变换器的慢速桥臂可以采用二极管实现，但这可能产生较高的导通损耗。因此，建议使用具有低导通电阻的图腾柱晶体管(Q1和Q2)来提高效率（见图 1）。 在这种配置中，电流流经体二极管；当达到相应阈值时，图腾柱晶体管导通。图 1 展示了两个具有相同形状、但相位相差 180° 的晶体管栅源电压波形（见图 2）。 图3展示了在 3kW 图腾柱变换器（50Hz 电网）中，上管晶体...

近日，CUKTECH酷态科与MPS芯源系统（NASDAQ：MPWR）宣布进一步深化战略合作伙伴关系，双方将围绕高性能适配器、数字电源及高功率密度消费电源技术持续协同创新。作为双方合作的最新成果，酷态科30号笔记本适配器正式发布。该产品依托MPS 创新的数字图腾柱PFC (TP-PFC) 数字电源方案，在实现 360W 强劲功率的同时，兼顾了极高的系统效率与热稳定性。 作为近年来充电配件与消费电源领域的领军品牌，酷态科持续围绕高性能补能场景推进产品创新，在大功率快充、多设备协同供电等方向积累了丰富的产品研发与系统设计经验，并在高性能消费电源领域形成了优秀的产品口碑与市场认可。 与此同时，MPS长期深耕高性能模拟半导体与数字电源领域，在高效率电源架构、数字控制以及系统级电源解决方案方向具有深厚的...

随着汽车电子电气架构持续演进，高级驾驶辅助系统（ADAS）、智能座舱、中央计算平台及主动底盘等应用不断提升整车的功率需求，对低压供电系统的效率、功率密度与可靠性提出了更高要求。48V电源架构凭借更低的传输电流与损耗，为高功率车载负载和新型电子电气架构提供了新的供电路径，正成为汽车低压电气系统的重要发展方向。 10月30日，MPS芯源系统（NASDAQ：MPWR）在上海顺利举办主题为“48V in Practice: From Future Concept to Automotive Reality”的汽车媒体发布会。MPS汽车产品线副总裁Allen Chen与汽车产品线高级经理Junjian Zhao围绕48V电源架构的发展趋势、核心技术瓶颈及相关行业标准，同现场的业界媒体展开了交流，并介绍了MPS在汽车电源管理领域的技术积累，以及面向区域控制与高算力应用的系统级解决方案。MPS指出，4...

Designing compact and efficient power factor correction (PFC) stages for low-power to mid-power applications often requires operating in critical conduction mode (CrM) or discontinuous conduction mode (DCM). These modes offer improved efficiency and simplified control at light loads, but require careful design to ensure correct valley detection and mode transitions across the entire input range an...

采用堆叠输出拓扑结构并结合加权反馈网络，能够改善多路输出反激式变换器中的交叉调整率。这种方法使主稳压输出和堆叠辅助输出共同参与反馈调节，从而减小了半稳压反激输出中常见的电压偏差。 本文将这种方法应用于一款以MPX2002控制器为核心的完整离线辅助电源。该设计采用85VAC至265VAC输入，生成四路输出电压轨：主稳压 +5V 输出、堆叠 +12V 输出、后级稳压 +3.3V 输出，以及低电流 -12V 辅助输出。文章将介绍主要的设计步骤，包括输入大容量电容、变压器匝数比、励磁电感、电流采样电阻、加权反馈网络及后级稳压电路的选型。 除了主功率级参数的计算，文章还将展示如何在实际变换器中实现堆叠输出拓扑和加权反馈网络，并通过实验结果评估交叉调整率、输出电压精度，以及整体性能。 本节将介绍实现堆叠输出拓扑的完整系统架构，涵盖功率级的功能划分，以及各功能模块所...

随着人工智能系统的快速发展，AI服务器的电力需求也在不断演变。AI训练启动时，GPU的功率需求可能瞬时激增，峰值可达GPU空闲状态下的10倍。功率激增可能会在服务器电源单元（PSU）中引发巨大的浪涌电流，甚至导致PSU过载。 然而，大多数 AI 训练周期持续的时间相对较短，GPU 随后会在空闲状态下停留较长的时间。因此，尽管这些短时突发功率可能超过服务器电源系统的峰值供电能力，却不会大幅改变平均功率需求。使用更高功率的 PSU 模块虽可满足峰值需求，但成本效益不佳，还会占用更多机架空间。 鉴于此，针对AI服务器 PSU 的新需求，可以采用专用削峰电路来降低 PSU 承受的峰值功率冲击。该电路在 GPU 低功耗空闲期间储存总线电能，并在 GPU 进入训练模式时对总线进行电能补充。本文将介绍如何为 AI 服务器构建削峰电路。 图 1 展示了削峰电路的简化系统框...

随着人工智能 (AI)、机器学习和实时数据处理技术不断进步，机器人行业正在经历重大变革。AI 驱动的机器人能够让系统变得更加智能、更具适应性和自主性，这也改变了机器人技术的发展方向。曾经只存在于未来题材作品中的自主机器人，如今正迈向大规模生产。 在 AI、机器人技术进步，以及大型科技公司大量投资的推动下，人形机器人正迅速从概念原型迈向实际应用。这一转变正在重塑医疗保健、制造业和个人助理等领域，并使人形机器人成为未来劳动力的重要组成部分。 根据高盛 (Goldman Sachs) 的报告，到 2035 年，全球人形机器人市场规模可能达到至少380 亿美元。(1)Market Research Future 发布的一份报告显示，2023 年欧洲人形机器人市场规模估计为 1 亿美元。(2)预计该市场将从 2024 年的 1.512 亿美元增长至 2035 年的 80 亿美元。(2) 此外，在...

反激变换器拓扑是低功率隔离电源中最常用的拓扑之一，其优势在于将升降压电感拆分为变压器的两个绕组，在实现隔离的同时获得灵活的电压与电流比。因此，反激变换器所需元器件较少，并能在较宽工作范围内保持可靠的性能。 然而，变压器漏感中储存的能量会产生明显的电压尖峰，这是反激变换器设计中的常见挑战。一旦尖峰电压超过器件的耐压额定值，就可能损坏功率开关。电压尖峰还会带来另一个问题则是电磁干扰 (EMI)，从而产生高频谐波。 采用无源电阻-电容-二极管 (RCD) 缓冲电路来吸收漏感能量、从而减轻电压尖峰是常见的传统解决方案。图 1 展示了这种传统的反激电路。 但RCD缓冲电路的局限在于，其需要消耗励磁能量和漏感能量，因而会降低效率并带来散热问题。随着功率的增大，缓冲二极管的反向恢复问题也更加难以处理，因而降低了缓冲电路的效果，有时甚至会加剧变换器...

磁位置传感器, 尤其是磁角度传感器，是无数需要精确定位的运动控制应用的基本构建模块。这些传感器广泛应用于汽车、机器人、消费电子和医疗设备等领域，体现了其普适性和重要性（见图1）。 然而，要充分发挥磁位置传感器的性能和作用，就必须深入了解决定其性能的两个关键参数：精度和分辨率。尽管这两个术语常被混用，但在任何测量系统中，它们所代表的都是两个不同但彼此相关的概念。本文将详细介绍这两个参数，说明它们如何影响磁位置传感器的性能，并介绍相应的优化方法。 在测量和仪器仪表领域，精度是指测量值与被测量实际值或真值的接近程度。对于磁位置传感器而言，精度衡量的是传感器测得的角度值与实际角度的吻合程度。换句话说，精度反映了传感器读取的位置与实际位置之间的一致程度；高精度传感器的测量结果会非常接近真实位置。 分辨率则表示传感器能够检测到的被测量的最小变化量。对于磁位置传感器而言，分...