To address the constant challenges that accompany increasing a power converter’s power density, switching frequency (fSW), and efficiency, it is vital that designers can switch power transistors quickly and safely. These needs have made wide-bandgap power semiconductors like silicon carbide (SiC) MOSFETs and cascodes more popular than silicon counterparts; however, these devices also work at much ...

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...

Whether traditional or cutting-edge, most high-voltage power converter topologies are comprised of transistors placed either in half-bridge or full-bridge combinations. Typically, a bootstrap technique is used to drive the high-side transistor when a negative voltage is not required for the gate. While this technique seems simple and straightforward, special care must be taken when dealing with AC...

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...

功率因数校正 (PFC) 升压变换器是满足 IEC 61000-3-2 等谐波电流规范的行业标准拓扑。该电路是现代 AC/DC 电源中的重要组成部分，可使输入电流(IIN)跟随输入电压(VIN)的正弦波形，从而实现接近 1 的功率因数。 PFC 设计的关键在于工作模式的选择。PFC基本工作模式包括连续导通模式 (CCM)、非连续导通模式 (DCM) 和临界导通模式 (CrM)，核心设计抉择通常在于设计基于 CCM 的系统，还是设计针对 CrM 优化的系统。针对 CrM 设计的控制器在较轻负载下会自然进入 DCM，因此 CrM 和 DCM 通常作为同一条设计路径 (CrM/DCM) 进行分析。 在 CCM 与 CrM/DCM 之间进行选择涉及一系列关键权衡，并会直接影响变换器的效率、尺寸、成本和 EMI 性能。图 1 所示为典型的 PFC 升压变换器原理图。 ...

现代降压变换器的效率越来越高，但在数百 MHz 的频率范围内，也可能产生更强的高频干扰。新型 IC 设计和合理的 PCB 布局已经能够有效抑制这类干扰；如果在此基础上加入高频铁氧体磁珠，将更进一步地滤除高频干扰。 本文将通过汽车电子专家进行的实际示波器测量，展示铁氧体磁珠的滤波效果。在 PCB 上布置铁氧体磁珠可滤除大部分的高频干扰，避免干扰通过线束向外辐射。这将帮助设计师优化 EMC 滤波器设计和 PCB 布局，从而满足 CISPR 25 Class 5 标准。 对称 VIN 引脚布局通过对热环路 MLCC（C1、C2、C3 和 C4）的对称布置来满足 CISPR 25 Class 5 标准的更高要求。来自VEMI滤波器的电流沿相同方向对称分流后进入 IC，可以使两条 VIN 走线之间产生的磁场相互抵消。这样既可降低向周围环境辐射的总磁场，也有利于热环路元器件的合理布置（...

同一块板子、同一路电源，不同测试人员可能测出差异明显的纹波结果。多数情况下，差异并非源于电源本身，而是由测试方法、测点选择、接地方式或示波器设置不同所致。 开关电源工作时，功率器件在控制器驱动下周期性导通与关断，能量经电感与输出电容传递到负载。由于输出滤波网络的抑制能力有限，直流输出电压上会不可避免地叠加一定的交流波动，这部分交流分量即为纹波电压。 工程上通常采用峰峰值Vpp表征纹波幅值，在部分测试场景中也辅以Vrms作为参考。纹波过大不仅会降低电源质量，还可能以噪声形式耦合进入后级电路，影响测量精度、信号完整性与系统稳定性；在重载或负载动态变化较剧烈的工况下，输出中的瞬态波动与噪声扰动通常更明显。 需要注意的是，示波器上观察到的波形通常并非仅包含电源本身纹波，还可能叠加与开关频率及其谐波相关的周期性纹波、开关瞬态引起的高频尖峰与振铃，以及由测试回路或外部环境耦合引入的干扰噪声。...