满足节能、环保设计的半导体解决方案
来源: 作者: 发布时间:2014-12-26 09:10:53 浏览量:图2 谷底导通(红色:漏源电压;绿色:漏源电流)
这种间歇工作模式只是偶尔在轻载时切换调节器。在这种模式下,输出电压纹波稍高,但对于待机模式可以忽略不计。通常只有显示器被连接以显示待机模式。最简单的例子是一个LED,或是遥控接收器。
图3 间歇模式(从上到下):输出电压VO、反馈引脚上电压大功率电感VFB、漏源电流IDS、漏源电压VDS
表3列出了带集成式谷底导通功能和间歇工作模式的功率调节器,这些器件适合于8~90W的输出功率范围(具体数字取决于输入电压范围)。
表3 带集成式谷底导通功能和间奇力新电感歇模式的FSQxxx系列
FSQ510和FSQ510H则是拥有特别功能的调节器(如表4所示)。它们只有间歇工作模式,并无谷底导通功能。利用这些器件,待机功耗可低至60mW。这些调节器专为9W的最大输出功率而设计,由于这个功率范围的导通损耗非常低,使用谷底导通不会带来任何优势。
表4 具有集成式间歇模式和低待机功耗的FSQ510系列
满足电动机和水泵、商用通风设备应用的驱动器件
这里将首先讨论循环泵和通风系统这类产品,而同样原理也可用于其他拥有类似要求的应用产品。
鉴于能效等多种原因,元件数量较少的紧凑型设计变得越来越重要。此外,寿命周期和可靠性等要求也扮演了重要的角色。
图4所示为供热系统中采用泵的原理图,其目的在于把热水里储存的热量快速高效地传送到各个相连的散热器中。
图4 一座两层住宅楼的供热系统原理图
供热系统所需的水压取决于产热系统与散热器之间的距离,以及必须克服的高度差距。因此,水压必须单独调节。在许多情况下,每一层会都连接一个单独的泵。
以往是通过简单的TRIAC控制来调节水压(通常分三步)。
TRIAC控制只能用于通用式电动马达,它的缺点是:总谐波失真(THD)较高、输入功耗高、调节效率低。
而利用与现代BLDC(无刷直流)电动机相连并基于智能逆变器的驱动器,可以提高效率(能源节省高达70%),还能实现对供热系统的高效电感器生产智能控制,并减少天然能源消耗和温室气体排放。
随着供热和热水系统对替代能源需求的增加,又出现了太阳能和热泵应用。这些应用的要求与供热应用中采用的循环泵非常相似。要经由媒介(水或液压油)传送热量,高效控制“压力”值始终是十分重要的。类似情况也适用于空调,即便我们谈到更高功率级时亦然。在各种能效规范和政府限令的推动之下,开发和使用基于逆变器的解决方案是大势所趋。
飞兆半导体提供的智能功率模块(SPM)产绕行电感品系列专门针对高至120W的功率范围而设计,并备有TinySMD和TinyDIP封装,能够以极小的占位面积取代9个分立式器件。图5所示为插件电感一个采用TinyDIP模块的典型逆变器应用的原理示意图。要开发空间优化的印制电路板,除了该模块外便只需很少外部元件(包括一个微控制器)。
图5 典型的逆变器应用
环保设计指令考虑到前面讨论过的寿命周期等因素。TinyDIP和TinySMD模块都是经过预先测试和优化的子系统,因而降低了FIT率(故障率),增强了整体系统的可靠性,最终加速设计进程,加快上市速度,并有助于实现比分立式解决方案更小的占位空间。
除家庭住宅外,办公建筑、工厂以至学校和医院等公共建筑也需要供热和通风系统。
对于目前的现代建筑物管理,单独的、无级别的调节与控制是常见要求。这类环境使用的设备的功率范围在100W~kW之间。
大型设备无疑会产生更多的不利影响,比如增加能耗和总谐波失真等。而这又会影响其他设备的运作性能,如IT基础设施。
飞兆半导体为更高的额定功率提供了相应的功率模块组合。由于较高功率级通常需要散热器,这些模块提供了良好的散热器连接性能,比小型TinyDIP和TinySMD模块更适合于高功率级应用。
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