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電源一直是電子工程師非常關注的一塊領域，其技術趨勢一直都朝著高效、高密度化、高可靠等更高要求在發展。此時正值年末，我們將2014年EDN China雜志發表的一些電源及LED相關電路設計匯集到了一起，希望會對您有所幫助。 提高低成本開關電源的效率 低電流開關穩壓器IC通常使用達靈頓管作為輸出開關。在這種情況下，電源轉換效率可以借由兩個便宜的元器件得到提高。 為使之成為可能，芯片上應當有一個針對驅動器晶體管Q1集電極的單獨引腳(圖1)。在啟動時，D1針對Q1的集電極電流形成一條通路。此后，D1和C1形成一個電流累加整流器，增加Q1的集電極電壓和電流，從而降低閉合開關Q2上的電壓降。[ 點擊查看全文 ] 為了實現用兩個元器件提升電源轉換效率，芯片上應有針對驅動器晶體管Q1集電極的單獨引腳。 隔離式交流電線性功率控制 使用有源器件(例如MOSFET)的線性區域進行功率控制并不是有效的解決方案。但如果功率控制被限制在控制范圍的低位或高位部分，那么使用線性區域卻是個不錯的選擇。例如，如果我們希望將45W電烙鐵的功率控制在35W至45W之間，則一個有源器件將消耗約0.1W～4W的電量。下圖中所顯示的電路正是基于這一點開發出來的。[ 點擊查看全文 ] 基于有源器件的線性區域進行功率控制。 高壓反激式轉換器的運行效率更高 對于用于閃光燈泵浦式脈沖固體激光器且配備了外部驅動型反激式轉換器的電容器充電裝置而言，本例可大幅提高其轉換效率。在閃光燈泵浦式脈沖固體激光器中，當向蓄能電容器充入高電壓時，所充入的電能由提供給閃光燈的電能而定。[ 點擊查看全文 ] 可變高壓電源采用光電耦合器 現在市面上可以看到很多0V～30V或60V可調直流輸出范圍的電源，但高于60V的電源則很少。本設計實例可提供這樣一個解決方案。 這里嘗試在開關穩壓器中使用了光電耦合器(VOM1271)，該耦合器具有一個內置的快速關斷器件。如果將200pF柵極電容連接至IC2，則開關時間(ton與toff)分別為53μs和24μs。有鑒于此，降壓轉換器選擇了2kHz的開關頻率。此處選用了德州儀器(TI)的TL494(IC1)作為脈沖調制控制器。[ 點擊查看全文 ] 高壓降壓轉換器原理圖 使用雙極結型晶體管和基準IC的大功率并聯穩壓器 可通過將VIN和VOUT連接在一起或使VIN保持開路的方式，將一些電壓參考用作并聯穩壓器。但是，此類器件僅可在低電流情況下(典型限值約為10mA)使用。標準的齊納二極管具有相同的特性，可在高達1W的功率下運行，但其易受大串聯電阻的影響。 同時使用AD584電壓參考和外部通道晶體管(如NTE-244)可實現處理高達50W功率的并聯穩壓器的合成。圖1所示的電路可用于削減大電流、長持續時間、過電壓脈沖，或用作浮空串聯壓降。[ 點擊查看全文 ] 該電路可用于削減大電流、長持續時間、過電壓脈沖，或用作浮空串聯壓降。 采用TL431基準的壓控振蕩器 TL431為三端可編程并聯穩壓二極管，其電壓基準如同低溫度系數的齊納管一樣運行，通過兩個外部電阻就可從2.5V編程到36V。同時，該器件顯示出寬工作電流范圍，在典型阻抗0.22Ω時為1.0mA~100mA。這些基準的特性使它們能在數字電壓表、電源和運放電路等許多需要精密電壓基準的應用中代替齊納二極管。現在，該器件被廣泛應用于各種開關電源。[ 點擊查看全文 ] 采用LM317的穩壓二極管 LM317穩壓器(圖1)因其可實現各種不同的功能和應用的多用性而為人所熟知。LM317的標準和經典之處在于它是一款可調節三端正電壓的穩壓器。它的另一個簡易、重要的配置在于有兩個終端的電流穩壓器。[ 點擊查看全文 ] 三晶體管電流源覆蓋寬范圍 本設計實例是一個2線式電流調節器(圖1)，它在性能和器件數目之間達到了很好的平衡。通過使用三個晶體管、三個電阻和一個LED燈，可實現很好的調節效果(在大部分電壓范圍內準確度好于1%)、較低的工作電壓(通常為1.2V)，以及比復雜度相同的其他電路更理想的溫度系數(0.07%/K)。[ 點擊查看全文 ] 2線式電流調節器。 超級電容器后備電路提供可靠的不間斷電源 超級電容器兼具非常高的電容和非常低的 ESR，因而使其能夠為應對諸如后備電源解決方案等常見問題提供全新的方法。然而，性能的大幅躍升往往伴隨著權衡取舍。為了有效地利用超級電容器常常必需 進行電容器單元的串接，這反過來又需要保護和平衡電路。雖然超級電容器的循環壽命和使用壽命總體而言可能遠遠超過同類競爭的電池技術，但是電容器電壓和溫 度的小幅變化均有可能導致系統性能在其運作期間發生巨大的波動。 為此，在任何基于電容器的后備系統中，“健康” 監測通常都是一種必需具備的功能。LTC3350 等新型產品旨在解決諸如此類與超級電容器后備應用尤為相關的問題，并為開發可靠、靈活、高性能的后備解決方案提供了盡可能簡單的方法。[ 點擊查看全文 ] 高電流超級電容器充電器和后備控制器 指示電量不足的簡單電路設計 圖中所示的設計實例可指示使用四節AA電池供電的音頻測試儀器出現的電量不足狀態。由于該儀器采用的是分立式設計，相較于單一來源的集成電路，該相同方法看似更符合項目初衷。[ 點擊查看全文 ] 大幅提高晶閘管的dV/dt耐受性 晶閘管(SCR)是一種半導體開關器件。早在1956年，Moll等人就發表了這 種開關器件的理論基礎。盡管低功率器件在當代開關領域已基本銷聲匿跡，并被高壓雙極結型晶體管(BJT)、金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET) 及絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等所取代，但它們在兆瓦級開關器件領域仍無可替代，例如2kA、1.2kV的SCR就被應用于機車驅動器中，或用來控制鋁材生產廠中的電爐等。[ 點擊查看全文 ] 一個基本的SCR類結構(a)，獲得一定值的門極電流和維持電流(b)，以及大幅改進的耐瞬變電壓性能，從而有效防止陽極電壓陡增引起的意外導通(c)。 LED相關設計 >> 如何使LED燈泡可調光 多年來，制造商不斷向市場推出LED燈，其最終目標是要用來取代白熾燈和緊湊型熒光燈(CFL)。這些燈泡設計的演變經歷了從非常簡單的不可調光方案，到高級但昂貴的可調光方案，再到性價比更高的可調光方案。 本文介紹的這些簡單技巧在與所述的LED轉換器一起使用時，可使大多數基于TRIAC的調光器實現無閃爍的平滑調光效果。[ 點擊查看全文 ] 典型的調光器原理圖 通過兩個PIC引腳驅動六只LED燈 本設計實例展示了僅使用兩條MCU的I/O口線驅動六只LED燈的新方法，這種方法尤其適用于任何引腳有限的芯片。這種方法使用了兩條I/O口線以及一對互補雙極型晶體管。通過多路復用的方法可點亮一只以上的LED燈。[ 點擊查看全文 ] 測試選擇PIC10F200，固件以兩個獨立、簡單的匯編程序源代碼的方式提供。 高亮度LED閃光燈標賦予開關穩壓器新的用途 該閃光燈標電路(圖1)可用于在高速路上發出求救信號，在停車場、醫院和酒店等場所指示方向。該電路使用了一個大功率LED，其亮度高于普通的白熾閃光燈。采用6V或12V SLA(密封鉛酸)手提燈電池供電，使得電路非常輕便。[ 點擊查看全文 ] 閃光燈標電路圖。 安全閃光燈發出高電壓警報 本設計實例中使用了LTC1540CS8組合納米功率比較器和基準，當存在高壓時，高亮度LED就會閃爍。在高電壓情況下，LED快速閃爍；在低壓情況下，LED閃爍速度減慢。由于LED的占空比較小，電流消耗也很低。即使在光照良好的情況下，高亮度LED也能引起人們的注意。[ 點擊查看全文 ] 閃爍燈高電壓警報電路圖 故障防護多芯片LED模組驅動器 開發這一驅動旨在提供一款高效容錯設備，尤其適用于采用串聯或串并聯結合配置方式的中大功率LED燈組成的集成式LED模塊。與分立式功率型LED燈組成 的SLL不同，集成式LED芯片如果在工作過程中由于電氣或熱應力導致開路、短路或漏電，任何故障LED都將無法替換/修復。本電路(圖)可應對這樣的事 故，隔離故障燈串，同時不會影響功率預算，亦不會影響其他正常運行的LED燈串。[ 點擊查看全文 ] 驅動電路，適用于采用串聯或串并聯結合配置方式的中大功率LED燈組成的集成式LED模塊。 |
