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The frequency spread spectrum (FSS) technique has been widely applied in power converters to reduce electromagnetic interference (EMI) noise. However, in practice, there are multiple parameters in FSS design that must be considered to optimize EMI performance with minimal side effects. This article introduces FSS parameters such as modulation shape, frequency, and depth, and analyzes their impact ...

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汽车电池端子在启动、车辆保养或维修过程中可能被反接，如果对这些故障条件不能恰当处理，电子控制单元 (ECU) 中的组件就可能损坏。除此之外，正常运行期间的汽车电池电压也可能不恒定。在 EMC 标准（如 ISO 7637 和 ISO 16750）规定的几项瞬态测试中，输入电压 (VIN) 甚至可能为负。这些潜在的风险意味着为汽车电池提供前端保护十分必要。 肖特基二极管和 P 沟道 MOSFET (P-FET) 广泛应用于汽车电源系统设计，以实现电池反向保护和汽车电气瞬态保护。但这些传统解决方案功耗极大，这降低了热效率，并使设计人员很难满足系统的成本与空间要求。 本文将介绍反极性保护解决方案，并以 MPS 的 MPQ5850-AEC1 （一款可用于汽车前端保护的智能二极管控制器）为例，探讨相比传统前端保护解决方案，采用控制器所具有的优势。 肖特基二极管提供了最简单的反极性保护，其...

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高级驾驶辅助系统 (ADAS)和数字座舱应用中的电源轨功耗不断增加，这导致改进传统控制方法（例如峰值电流模式控制）的需求越来越高。新的控制方案需要同时具备出色的负载瞬态性能和低导通时间能力。虽然恒定导通时间 (COT) 控制也可用作控制方案，但其变化的频率并不适合对EMI 敏感的汽车环境。 本文将介绍MPS 的固定频率电源控制方法，零延迟脉宽调制 (PWM) 控制(ZDPTM)。与峰值电流模式控制相比，这种方法可以在改进动态性能的同时保持固定频率操作。 从大的方面来讲，ZDPTM的设计中集成了传统 COT和峰值电流模式控制方案的典型模块（见图 1）。 与传统 COT 相比，ZDPTM通过 EA 得到稳定的输出电压，同时又将 FB 信号引入到环路控制里，提高了负载变化的响应速度。这条路径可快速改变驱动 HS-FET 和下管 MOSFET（LS-FET）的占空比，无需另外...

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近年来，电机驱动市场有着广泛而快速的增长，无论是在工业领域、消费领域亦或是新兴的新能源汽车领域，电机驱动正在得到更多的应用。 快速增长的电机驱动市场也对电子设计与芯片性能提出了更高的要求，例如高可靠性、更加全面的保护与诊断功能、智能化、灵活性等方面。 MPS电机驱动的核心技术包括但不局限于： 在未来，MPS 公司一方面会进一步完善核心竞争力，同时在汽车电子领域与电机 MCU 方向进一步加大投入力度和产品布局。 在汽车电子方面，如今的新能源汽车产业发展迅速，集成化和智能化成为大势所趋，汽车厂家与供应商要求汽车零部件的设计越来越集成、越来越智能，以便给消费者带来更好的产品性价比与用户体验。 DCU 的出现打破了传统的思维方式，相比于聚焦特有功能，DCU 的目标则瞄准于集成度、功能多元化，直接和马达驱动相联系。DCU 之所以引人注目，还由于它引导汽车供应商将研发资金集中在单...

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降压变换器的开关节点电压波形决定其在汽车 CISPR 25 Class 5测量中的电磁兼容性 (EMC) 行为。开关节点波形中的振铃频率是 EMC 接收器上的重要信号，开关节点上较高的振铃幅度通常会导致 EMC 问题。通过了解开关节点波形，可以预测变换器的 EMC 特性，并在早期设计阶段优化 EMC 滤波器的设计。 在本文中，我们的汽车专家将对三种 MPS 汽车降压变换器进行比较，为通过开关节点波形预测汽车 CISPR 25 Class 5测量中的 EMC 特性给出实用的建议，帮助客户优化 EMC 滤波器设计以及PCB 布局，从而符合 CISPR 25 Class 5标准要求。 MPQ4323M-AEC1是一款 42V负载突降容限、超紧凑、低静态电流 (IQ) 同步降压变换器，它具有内部集成的100nF 热环路多层陶瓷电容 (MLCC)。内部热环路 MLCC 可减少所需的外部滤波器...

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现代乘用车不仅要将乘客从一个目的地运送到另一个目的地，还必须兼具通讯工具、电视、家庭影院、LED 照明中心甚至按摩院的功能。客户的关注点正在从马力和加速能力等纯粹的驾驶功能转变为同时关注娱乐系统，例如多媒体触屏尺寸和访问移动网络的能力。 未来的车辆必须能连接社交媒体、流媒体超高清视频，随时保持乘客在线状态，同时为实现自动驾驶而与其他车辆、基础设施和行人之间保持通信。最重要的是，车辆还必须保留原有的经典功能，例如用于无线电调频和 GPS 导航等功能的经典电气控制单元 (ECU)。这些都导致 ECU 的数量不断增加。 汽车电气化的发展需要高效率、功能强大的功率转换解决方案，而这些解决方案应具备外形尺寸较小的电源。出色的效率和小尺寸外形要求电源具备高开关频率，开关模式电源 (SMPS) 的开关点也需具备超快开关沿，而这给 EMC 工程师带来了不小的挑战。 本文将探讨如何利用频谱扩展(F...

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DC/DC 变换器的典型参数中包括了额定电流以及取决于 PCB 尺寸和 IC 热阻的最大可能环境温度(TA)。本文将在小型双层 PCB (60mmx40mm)上对 MPQ4326-AEC1 和传统 6A 器件的热行为进行比较。 PCB板的层数取决于所计划的生产成本和 PCB 尺寸，通常都为两层PCB。在双层汽车 PCB 设计中，需审慎进行直流开关电源的组件布局，以满足汽车 EMC 和热规范。 本文将比较测试双层布局极为相似的MPS MPQ4326-AEC1 和一个6A额定电流传统器件（见图 1）。尽管两个器件各自具有独特的组件位置，但通过其相似的多边形布局和通孔位置，仍然可以比较其散热性能和效率（见图 2 和图 3）。 图 1 显示了 MPQ4326-AEC1 的典型应用原理图，它与传统 6A 器件极为相似。 两款 IC都采用了相同的外部元件封装尺寸和布局，因此...

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反激式变换器是用于医疗设备和笔记本电脑等应用的多功能电力电子器件。这种变换器也称为隔离式升降压变换器，其电路简单，可以调节系统的输出电压(VOUT)，同时最大限度地减少电磁干扰 (EMI)。 本文将介绍反激式变换器及其拓扑、有用参数和操作，还将讨论 MPS 的 AC/DC 反激式控制器（MPX2002和MPX2003），它们同时具备原边调节 (PSR) 和副边调节 (SSR)的能力。 在反激式变换器中，电感被分割以形成耦合电感，它也被称为反激式变压器。耦合电感将变换器的输入与其输出隔离。图 1 为反激式变换器的示意图，其组成如下： 选择反激式变换器时，需要考虑一些重要的因素，其中包括确定一些基本参数，例如VIN、VOUT、LP和LS。下面列出了另外一些注意事项： 反激式变换器工作的本质是存储和传输能量。其工作周期包括导通时间(tON)和关断时间(...

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电源变换器的选型是电源设计的第一步，它直接决定系统运行的稳定性与性能。通常情况下，设计人员需根据额定电流值来确定电源变换器是否能满足实际的负载能力需求。 然而，为 24V 至 5V/2A 电源轨选择 36V/3A降压变换器可以实现出色的效率、温升与性价比；但为 3.6V 至 5V/2A 电源轨选择 3A/5.5V 升压变换器则会导致芯片保护机制的突然触发。这是因为升压变换器的标称电流并不等于变换器可以实际输出的电流量。 本文将讨论升压变换器的工作原理，以确定其开关电流能力。 当开关管（M1）在一个开关周期内导通时，电流按以下路径流动：输入电压(VIN)、电感（L）和M1。其中电感电流(IL)的上升将导致电感储存能量（见图 1）。 当 M1 关断时，二极管 (D1) 继续导通；由于IL不会突然变化，电感开始释放能量。 电流按以下路径流动：VIN、L、D1和输出电压...

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在设计电子系统时，确保器件满足电磁兼容性 (EMC) 标准至关重要，这不仅是因为立法机构有此要求，还因为电磁干扰 (EMI) 可能导致的不稳定和意外行为。由于 EMI 测试通常在最终设计阶段进行，因此，如果能对 EMI 进行建模与分析，将有效帮助设计人员在包括初始设计阶段在内的整个设计过程中都优化 EMI，从而帮助他们避免延期并产生意外成本。 EMI 通过两种路径在电子电路中传播：传导 EMI 和辐射 EMI。传导 EMI 通过电缆或其他有物理接触的导体传输到受影响的设备；而辐射 EMI 噪声则通过开放空间（无物理接触）传输。 根据传播路径的不同，本系列文章将在上篇讨论传导 EMI，在下篇中讨论辐射 EMI。 传导 EMI 有两种标准类型：差模 (DM) 和共模 (CM)。DM 噪声在两条线路间流动。CM噪声则在电流以位移电流的形式流到大地时产生；该电流通过设备的杂散电容流到...

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降压电路中的电感设计非常关键，它与系统效率、输出电压纹波（∆VOUT）和环路稳定性密切相关。本文将以 MPQ2314为例说明如何计算降压变换器的电感，以及其他关键参数，如电感温升电流、饱和电流直流电阻、工作频率和磁损耗等。 在降压拓扑中，上管（Q1）的工作状态分为两个过程：电感充电模式和电感放电模式（见图1）。在电感充电模式下，Q1导通，电感电流(IL)升高，电感储存能量，同时输出电容充电；在电感放电模式下，Q1关断，IL降低且电感释放能量。 根据电感两端电压与电流之间的关系可以计算电感（L），如公式（1）： $$V = L \times dl / dt$$ 其中，电感两端的电压为 VIN - VOUT，dI 为峰峰值 IL (∆IL)（通常为最大输出电流IOUT)的 10% 至 60%），dt 为 Q1 的导通时间，可通过公式（2）计算得出： $$dt = D ...

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数据流量是现代生活的中心。例如，一个手机应用的安装包就需要数千兆字节的流量；当软件需要多次更新时，需要连接Wi-Fi；网上购物时，仅加载单个页面就需要消耗数兆的流量；如果网速不够快，视频通话将很容易卡顿。 数据流通的速率和实时性要求不断提高，这对运营商网络以及互联网企业的数据中心都是一项考验。从接入网到城际网，再从城际网到骨干网，数据在路由器、交换机和服务器之间来回传输。而光模块在这个流通过程的各个环节中都扮演着关键的角色（见图1）。 光模块是光通信的基础，用于实现光电转换（见图2）。它接收光纤中传输的光信号并将其转换为电信号，然后将该信号发送到后处理芯片；或者接收来自后处理芯片的电信号并将其转换为光信号，再通过光纤传输。光电转换传输空间承载着关键的数据。 近年来数据流量需求的爆发式增长导致光模块快速迭代升级，传输速率也不断提升。采用更强大的处理芯片意味着更大...