致工程師係列之一:直擊電源設計不同階段痛點
發布時間:2020-02-28 責任編輯:lina
【導讀】在全球節能環保和智能互聯終端花樣翻新的大環境下,節能、高頻、高效、微型、智能化是電源行業未來的發展趨勢。新低能耗器件的廣泛應用,PMIC設計優化、第三代半導體材料SiC/GaN MOSFET技術的出現,正推動著功率電子行業發生顛覆式的變革。這些新型器件把整個電源轉換係統的效率提高多個百分點。
在全球節能環保和智能互聯終端花樣翻新的大環境下,節能、高頻、高效、微型、智能化是電源行業未來的發展趨勢。新低能耗器件的廣泛應用,PMIC設計優化、第三代半導體材料SiC/GaN MOSFET技術的出現,正推動著功率電子行業發生顛覆式的變革。這些新型器件把整個電源轉換係統的效率提高多個百分點。
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電源測試工程師在做電源測試過程中都會經曆功率器件選擇、電源原型版設計、電源質量分析、產品最終認證這四個階段,每個階段都會麵對不同的痛。
shenmecaishidianyuanceshigongchengshisuoguanzhudeceshinandian?zoufanglebaiweiceshigongchengshi,taikejianggongchengshideceshitongdianzongjiechulai,faxianxiaolvshidianyuanshejigongchengshifeichangguanzhude,ruhequedingzhuyaodegonglvsunhaodianshifeichangzhongyaode。chuantongdelilunjisuanfangfayouzhuduobuzu,yinweishijidedianyuanbutong,shejidejiegoubutongyijiqijiandesunhaodouyouhendaqubie,suoyigongchengshixuyaonengzhunqueceshigonglvzhuyaosunhao開關器件及無源器件的工具及方法。
階段1:功率器件選擇的痛點
對市場新推出的低功耗IC 及功率器件特性無法準確把握?是否真正在自己的電源設計中發揮最大的作用,缺少一種簡單經濟的評價方法。
對於電源產品設計,大功率開關管的選擇是非常關鍵也是非常困難的。 如何在係統調試之前對IGBT模塊特性進行測試,尤其基於橋式拓撲結構,在不同的負載條件測試IGBT及相應的二極管的特性?成為工程師非常頭疼的問題。
階段2:原型版設計的痛點
對(dui)於(yu)電(dian)源(yuan)功(gong)能(neng)設(she)計(ji)中(zhong)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi),信(xin)號(hao)波(bo)形(xing)及(ji)主(zhu)要(yao)的(de)參(can)數(shu)指(zhi)標(biao)。對(dui)於(yu)係(xi)統(tong)的(de)評(ping)價(jia),測(ce)試(shi)設(she)備(bei)是(shi)否(fou)能(neng)可(ke)靠(kao)地(di),準(zhun)確(que)的(de)反(fan)應(ying)真(zhen)實(shi)的(de)信(xin)號(hao)特(te)點(dian)是(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)非(fei)常(chang)關(guan)注(zhu)的(de)問(wen)題(ti),擔(dan)心(xin)某(mou)一(yi)次(ci)測(ce)試(shi)帶(dai)來(lai)誤(wu)導(dao)。
作為開關電源做主要的器件,MOSFET和IGBT成cheng為wei影ying響xiang電dian源yuan整zheng體ti效xiao率lv最zui主zhu要yao的de因yin素su,不bu同tong的de應ying用yong中zhong,驅qu動dong條tiao件jian不bu同tong,功gong耗hao千qian差cha萬wan別bie,如ru何he能neng量liang化hua評ping價jia在zai真zhen實shi電dian源yuan中zhong的de損sun耗hao成cheng為wei非fei常chang在zai意yi的de問wen題ti。
第三代寬禁帶半導體器件GaN、SiC 出現,推動著功率電子行業發生顛覆式的變革。新型開關器件技能實現低開關損耗,又能處理超高速的dv/dt轉換,且支持超快速的開關切換頻率,帶來的測試挑戰也成了工程師的噩夢。
如何評價磁性器件對電源穩定性和整體效率的影響?如何測試電感,磁損,BH曲線,磁性屬性等指標是擺在工程師麵前的難題。
工程師就需要花更多的時間和精力在電源的完整性上麵(PDN),除了我們經常提到的開關損耗、輸入電源質量、輸出紋波測試等以外,我們還會涉及到環路響應測試,通過環路響應測試我們可以知道了解我們的反饋環路的穩定性到底如何?
電源輸出質量是電源評價重要的一環,尤其對於DCshuchu,budanyaoceshidianya,dianliudaxiao,haiyaoduishuchudewenbojinxingzhunquedeceshi,youqiduiyumouxieteshudedianyuan,wenboxuyaokongzhizaihenxiaodefanwei,ruhezhunqueceshiweixiaodewenboxinhaofeichangjishou。
階段3:電源質量分析的痛點
產品設計完成,效率是其最重要的指標,如何準確評價電源質量? 有功功率,功率因數,效率等項目?
為滿足電源行業的標準諧波是非常關鍵的指標。如何準確評價電源諧波,如何一次性通過IEC61000-3-2標準一致性測試?
對於電源產品節能認證非常重要,如何準確評價電源待機功耗的預一致性標準IEC62301 v2.0?
階段4:產品最終認證的痛點
電源在上市前需要通過CE認證,其中非常重要的就是EMC 一致性認證。很多工程師在實現功能設計同時還要兼顧EMC 的挑戰,如何能讓工程師了解電源產品的EMC狀況,一次性通過認證呢?
電源產品最後一道工序需要進行長時間烤機測試,如何提高效率,尤其對於大批量生產的情景,既準確又高效的測試方法非常重要。
你ni的de難nan點dian痛tong點dian,是shi我wo們men的de著zhe力li點dian。作zuo為wei電dian源yuan行xing業ye值zhi得de信xin賴lai的de測ce試shi專zhuan家jia,泰tai克ke為wei工gong程cheng師shi在zai電dian源yuan設she計ji各ge個ge階jie段duan提ti供gong可ke靠kao的de解jie決jue方fang案an,使shi工gong程cheng師shi堅jian定ding每mei一yi步bu設she計ji,優you化hua每mei個ge階jie段duan設she計ji,從cong而er加jia速su新xin產chan品pin的de上shang市shi周zhou期qi。
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