技术

做电源设计的应该都知道PWM 和PFM 这两个概念。

开关电源的控制技术主要有三种：
(1)脉冲宽度调制(PWM)；
(2)脉冲频率调制(PFM)；
(3)脉冲宽度频率调制(PWM-PFM)．

PWM：（pulse width modulation）脉冲宽度调制

脉宽调制PWM是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的控制方式分类的，除了PWM型，还有PFM型和PWM、PFM混合型。脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。

PFM：（Pulse frequency modulation) 脉冲频率调制

电源在系统中有着举足轻重的地位，本篇文章介绍了PMIC电源调试中最为棘手的问题，以及相应的解决办法。该产品具有故障安全输出机制，支持多输出轨、输出电压可配置及工作频率和上电时序可设置、看门狗监控等强大功能。

<strong>这个问题太棘手</strong>

电源是系统的重要组成部分，电源的调试又是工程师们最头痛的问题之一，读者中有没有遇到过棘手的问题呢？

最近，小编在调试某平台时，遇到一个很诡异的现象：PMIC输出几秒，突然又断开几秒，紧接着又开始输出，如此循环，并且很有规律性。

单片机和嵌入式，其实没有什么标准的定义来区分他们，对于进行过单片机和嵌入式开发的开发者来说，都有他们自己的定义，接下来，就谈谈本人对这两个概念的理解和感悟。

首先明确概念，什么是单片机，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。

比如最经典的51系列单片机，如下图所示，外观只是一块一个拇指大小的长方体芯片，共40个引脚，里面包含了逻辑运算单元。实际上也就是一个cpu。

作者：侯成敬

<strong>概述</strong>

单相电机一般是指用单相交流电源（AC220V）供电的小功率单相异步电动机。这种电机通常在定子上有两相绕组，转子是普通鼠笼型的。两相绕组在定子上的分布以及供电情况的不同，可以产生不同的起动特性和运行特性。

单相电机，是指由220V交流单相电源供电而运转的异步电动机。因为220V电源供电非常方便经济，而且家庭生活用电也都是220V，所以单相电机不但在生产上用量大，而且也与人们日常生活，密切相关，尤其是随着人民生活水平的日益提高，家用电器设备的单相电机的用量，也越来越多。

<strong>工作原理</strong>

电容器是电子设备中常用的电子元件，下面对几种常用电容器的结构和特点作以简要介绍，以供大家参考。

<strong>1. 铝电解电容器</strong>

它是由铝圆筒做负极、里面装有液体电解质，插人一片弯曲的铝带做正极制成。还需经直流电压处理，做正极的片上形成一层氧化膜做介质。其特点是容量大、但是漏电大、稳定性差、有正负极性，适于电源滤波或低频电路中，使用时，正、负极不要接反。

<strong>2. 钽铌电解电容器</strong>

它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。其特点是：体积小、容量大、性能稳定、寿命长。绝缘电阻大。温度性能好，用在要求较高的设备中。

关于变压器空载设计，大多数设计者对于其中计算的相关问题较为关心，尤其是对于变压器空载电流的计算，经常会出现空载电流无法完全准确计算的情况，那么这其中的原因究竟是什么呢？

在进行变压器设计过程中，设计者偶尔会遇到空载电流无法准确计算的情况。其实关于此类空载电流的计算，公式其实并不复杂，但铁损与磁化曲线是无法完全计算准确的。

此外，即便是同一批次的铁芯材料，在材料之间也是存在很大差异的。并且磁化VA与叠片的紧凑也有很大关系，不能保证两个产品叠片缝隙完全相同。所以计算空载电流并不能够达到完全正确。

在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？

<strong>1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰：</strong>

(1) 微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。

(2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。

(3) 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。

<strong>2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施：</strong>

(1) 选用频率低的微控制器：

开关电源设计中，我们常常使用到一个电阻串联一个电容构成的RC电路， RC电路性能会直接影响到产品性能和稳定性。本文将为大家介绍一种既能降低开关管损耗，且可降低变压器的漏感和尖峰电压的RC电路。

高频开关电源在开关管关断时，电压和电流的重叠引起的损耗是开关电源损耗的主要部分，同时，由于电路中存在寄生电感和寄生电容，在功率开关管关断时，电路中也会出现过电压并且产生振荡。如果尖峰电压过高，就会损坏开关管。同时，振荡的存在也会使输出纹波增大。为了降低关断损耗和尖峰电压，需要在开关管两端并联RC缓冲电路以改善电路的性能。

差模干扰指的是干扰电压存在于信号线及其回线（一般称为信号地线）之间，干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路中流动。

电压电流的变化通过导线传输时有二种形态，我们将此称做"共模"和"差模"。设备的电源线，电话等的通信线，与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路，至少有两根导线，这两根导线作为往返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体，这就是"地线"。干扰电压和电流分为两种：一种是两根导线分别做为往返线路传输；另一种是两根导线做去路，地线做返回路传输。前者叫"差模"，后者叫"共模"。

对差分放大器，两路输入的干扰信号，如果是大小不相等，或方向不相同，即为差模干扰信号。

1. 截止波导管的注意事项与设计步骤有哪些？

注意事项：
1）绝对不能使导体穿过截止波导管，否则会造成严重的电磁泄漏，这是一个常见错误
2）一定要确保波导管相对于要屏蔽的频率处于截止状态，并且截止频率要远高于（5倍以上）

需要屏蔽的频率设计截止波导管的步骤如下所示：

1) 确定需要屏蔽的最高频率Fmax和屏蔽效能SE

2) 确定截止波导管的截止频率Fc，使fc≥5Fmax

3) 根据Fc，利用计算Fc的方程计算波导管的截面尺寸d

4) 根据d和SE，利用波导管吸收损耗公式计算波导管长度t

2. 构成辐射干扰的三要素是什么？

(1)辐射干扰源向外辐射能量的特性

(2)辐射干扰传输通道，即介质对电磁波能量的损耗程度

该如何对8位以及32位的MCU进行选择？8位和32位MCU在功能上仍是互为辅助、各有千秋，这其中的诀窍就在于，需先了解什么样的应用适合什么样的MCU架构。

本文对比了8位MCU和32位MCU的使用案例，也可作为如何选择这两种MCU架构的指南使用。本文中大部分32位MCU的范例将关注ARM Cortex-M，Cortex-M在不同MCU供应商产品组合中表现得非常相似。鉴于8位MCU有很多种架构，所以很难对8位供应商产品进行类似的比较。为了便于进行比较，我们将使用广泛应用、易于理解的8051 架构，该架构深受嵌入式开发人员的青睐。

<font color="blue"><strong>8位和32位MCU该如何选择？</strong></font>

<strong>9、为什么在E-MOSFET的栅-漏转移特性上，随着栅-源电压的增大，首先出现的是饱和区电流、然后才是线性区电流？</strong>

【答】E-MOSFET的栅-漏转移特性如图1所示。在栅-源电压VGS小于阈值电压VT时，器件截止（没有沟道），源-漏电流电流很小（称为亚阈电流）。

<strong>1. 电快速脉冲群</strong>

由电路中的感性负载断开时产生。其特点不是单个脉冲，是一连串的脉冲，因此，它对电路影响较大。因为一连串的脉冲可以在电路的输入端产生累计效应，使电平干扰的幅度最终超过电路的噪声门限。

<strong>2. 吸收滤波器</strong>

吸收滤波器是由有耗元件构成的，它通过吸收不需要频率成分的能量（转化为热能）来达到抑制干扰的目的。

<strong>3.（对骚扰的）抗扰性</strong>

装备、设备或者系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。

<strong>4. 屏蔽原理的传输线理论</strong>

<strong>1、外层单端阻抗计算模型</strong>

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1． 电磁兼容的基本概念？

答：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作，且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁骚扰的能力。或者说，电磁兼容是指电子线路、设备、系统相互不影响，从电磁角度具有相容性的状态。

2． 电磁屏蔽的基本概念和原理？

答：电磁屏蔽是以某种材料（导电体或导磁体）制成的屏蔽壳体，将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进入这一区域（或者进入该区域的电磁能量将受到很大的衰减）。

3． 高频、低频磁场屏蔽措施的主要区别？

<strong>1. 为什么E-MOSFET的阈值电压随着半导体衬底掺杂浓度的提高而增大？而随着温度的升高而下降？</strong>

【答】E-MOSFET的阈值电压就是使半导体表面产生反型层（导电沟道）所需要加的栅极电压。对于n沟道E-MOSFET，当栅电压使得p型半导体表面能带向下弯曲到表面势ψs≥2ψB时，即可认为半导体表面强反型，因为这时反型层中的少数载流子（电子）浓度就等于体内的多数载流子浓度（～掺杂浓度）；这里的ψB是半导体Fermi势，即半导体禁带中央与Fermi能级之差。阈值电压VT包含有三个部分的电压（不考虑衬偏电压时）：栅氧化层上的电压降Vox；半导体表面附近的电压降2ΨB：抵消MOS系统中各种电荷影响的电压降——平带电压VF。

在一块PCBA中，我们所看到的器件最多的一定是电阻。如果说芯片是电路的大脑，那么电阻便是连接各肢体的神经元。在高速电路设计中电阻的应用主要有4点。

<strong>1、限流作用</strong>

在高速电路中同时存在很多TTL芯片、MOSFET芯片、IGBT芯片、那么芯片之间驱动兼容便尤为重要。当MOSFET电平驱动TTL芯片时，便需要加限流电阻。而相反则需要增加电源以增加驱动电流（设计到电平转换电路）。

开关稳压电源非常关键的一个指标就是纹波，它主要是由开关变换的方式导致的，也因纹波的存在会影响到后续电路的工作，尤其是在对纹波比较敏感的场合下。如何正确测量开关电源纹波？如何有效抑制开关电源的纹波以达到供电电路的要求？这些都是PCB设计工程师需要掌握的重要技能。

<font size="3"><strong>开关电源纹波的测量</strong></font>

要有效降低开关电源输出纹波我们首先得有个比较靠谱的测试方法，不能是由于测试方法的问题而导致的假波形是整改不好的

基本要求：使用示波器AC 耦合，20MHz 带宽限制，拔掉探头的地线

1，AC 耦合是去掉叠加的直流电压，得到准确的波形。

在PCB电路设计中会遇到需要代换IC的时候，下面就来分享一下代换IC时的技巧，帮助设计师在PCB电路设计时能更完美。

<strong>一、直接代换</strong>

直接代换是指用其他IC不经任何改动而直接取代原来的IC，代换后不影响机器的主要性能与指标。

其代换原则是：代换IC的功能、性能指标、封装形式、引脚用途、引脚序号和间隔等几方面均相同。其中IC的功能相同不仅指功能相同，还应注意逻辑极性相同，即输出输入电平极性、电压、电流幅度必须相同。性能指标是指IC的主要电参数(或主要特性曲线)、最大耗散功率、最高工作电压、频率范围及各信号输入、输出阻抗等参数要与原IC相近。功率小的代用件要加大散热片。

1、同一型号IC的代换

在电机驱动的FOC控制开发过程中，您是否遇到过电机噪声过大、效率偏低甚至无法运转的情况？这一切有可能源于相电流的采样异常，从而导致FOC算法中无法重建正确的三相电流！小编这里给大家分析影响电流采样的一个因素——延迟源！

<strong>1. 引言</strong>

在双电阻采样的电机驱动FOC控制中，采样点设置为驱动桥下管打开的中间时刻。注意，这里是驱动桥下管打开的中间时刻，而不是MCU输出的PWM周期中间时刻。因为从MCU计算生成PWM到电流信号送入MCU的ADC模块，这个典型的驱动拓扑中，存在多达七个延迟源！