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作者:段峻 (Jason Duan) Analog Devices, Inc.

简介

随着互联网和通信基础设施的蓬勃发展,数字控制技术在电信、网络和计算机的电源系统中越来越受欢迎,因为这类技术具备灵活性、器件数量减少、先进的控制算法、系统通信、对外部噪声和参数变化不太敏感等极具吸引力的优势。数字电源广泛用于高端服务器、存储、电信砖式模块等经常会有隔离需求的应用。

隔离在数字电源中的挑战是在紧凑的面积下如何快速准确地传输数字信号或模拟信号通过隔离边界。1 然而,传统光耦的解决方案有带宽比较低,电流传输比(CTR)会随温度和时间发生大幅变化等问题。而变压器的解决方案有体积庞大、磁饱和等问题。这些问题限制了光耦合器或变压器在某些高可靠性应用、紧凑型应用以及长寿命应用中的使用。本文讨论利用ADI公司iCoupler®产品的数字隔离技术,来解决在数字电源设计中遇到的这些问题。

需要隔离的原因

在设计电源时,遵守安全标准对于保护操作人员及其他人员免受电击和有害能量的侵害至关重要。隔离是满足安全标准要求的重要方法。许多全球机构(比如欧洲的VDE和IEC以及美国的UL)规定了不同输入和输出电压(稳态和瞬态)水平的隔离要求。例如,在UL60950中介绍了五类绝缘:

* 功能绝缘:仅在设备正常运行时需要的绝缘。
* 基本绝缘:提供基本电击防护的绝缘。
* 补充绝缘:基本绝缘外的独立绝缘,用于在基本绝缘发生故障的情况下降低电击风险。
* 双重绝缘:包括基本绝缘和补充绝缘的一种绝缘。
* 加强绝缘:一种单一绝缘系统,提供一定程度的电击防护,在本标准规定的条件下相当于双重绝缘。

详文请阅:数字电源中的隔离—原因及方式

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作者:ADI公司Brendan Cronin、Robert Guyol、Mark Donegan

BLDC电机趋势

近年来,许多终端市场和应用中的一个明显趋势是用高效率的无刷直流电机(BLDC)替换交流电机或机械泵。使用BLDC的一些主要优点包括:更高的功率和热效率、更高的空间/重量效率、更高的可靠性(无刷)、在危险环境下工作更安全(不会像有刷电机一样产生刷粉或火花)。此外,由于BLDC电机采用电子换向方式,因此更易在应用的速度范围内控制扭矩和速度参数,并且能够实现更复杂的控制,例如维持保持扭矩或速度极限。凭借这些优点,BLDC电机在众多现有和新应用中占得一席之地。在汽车领域,BLDC电机已用于替换液压执行器和有刷电机,这不仅能够减小重量/尺寸、延长工作寿命、降低维护成本,而且能够大幅提高整体系统性能和效率。随着汽车行业向优化燃油效率快速发展,BLDC电机现能够实现相应的性能,帮助减小传动系统、电动助力转向和HVAC(暖通空调)系统以及起动马达/发电机和各类泵(水/燃油/油)中的发动机负荷。

角度传感器在BLDC电机控制中的作用

要实现电机的精确控制和高效换向,高分辨率电流和旋转位置信息至关重要。一般而言,在基于旋变器的系统中,分辨率和精度可能非常高,但终端解决方案可能价格昂贵且体积较大,这是因为旋变器本身会占用较大的物理空间。无传感器方案也可用于检测反电动势电流,而且还能降低传感器重量和成本,但是电机启动性能可能是个问题,因为这时不会产生反电动势,因此就无法得到可用的位置数据。其他解决方案,例如利用三个霍尔效应传感器检测电机磁体的位置,通常用于对成本敏感的应用中。这种情况下,要求的分辨率可以实现,但需要监控三个信号。此外,这些传感器不是配套的,这可能会产生空间和安装难题。

一种替代方案是使用基于异性磁阻(AMR)技术的角度传感器,这些传感器既便宜又精确。借助ARM传感器,不仅可实现高角度精度,而且可将一个检测元件和电子电路集成在同一封装中。这可获得非常小的传感器子系统,并且能够在电机总成内定位传感器。

详文请阅:传感器的最新发展可大幅提高BLDC电机控制性能

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热烈祝贺 ADI Power by Linear 支持能量回收技术的多输入源 IoT 电源供应及充电器 LTC3331 获得电子发烧友 2018 年度中国物联网技术创新奖。

中国物联网创新奖由电子发烧友自2016年起开始举办,旨在鼓励更多的为物联网产业作出杰出贡献的企业和企业管理者,激励物联网相关企业每年在技术和产品上带来更多的创新,为中国乃至全球物联网产业的繁荣发展赋能。获奖产品是电子发烧友网站历时数月在超过三百万的中国电子产业注册用户社群中推广之后,最后由用户实名投票选出初步结果,经专家评委评选后最后产生。

LTC3331 是一款完整的能源采集解决方案,该解决方案主要包括一个高压能量收集电源、一个电池充电器以及一个由可再充电电池供电的同步降压-升压型DC/DC转换器。另外,该器件还集成了一个超级电容器平衡器,故可增加输出存储。针对输入和输出的电压和电流设定值均可通过引脚搭接的逻辑输入来设置。

其中,能量收集电源由一个全波桥式整流器组成,适合于AC或DC输入以及高效率降压型转换器,可从压电(AC)、太阳能(DC)或磁性(AC)能源收集能量。可提供高达50毫安培(mA)的连续输出电流以延长电池寿命,可透过所采集的能源为可再充电池充电,电池电量不足断开功能则保护电池不会深度放电。

当从所采集之能源提供稳压电源至负载时,LTC3331仅需来自电池的200奈安培(nA)电流;
当在无负载条件下由电池供电时,操作电流仅950奈安培;

当没有收集的能量可用时,可再充电电池输入为降压-升压型转换器供电,该转换器在高达4.2V的满电池电压范围内工作,而且无论输入高于、低于或等于输出时都可调节输出;

当能量收集电源不再可用时,LTC3331自动转换为由电池供电。

LTC3331的能量收集输入在3V至19V AC或DC电压范围内工作,从而使该器件非常适合于多种压电、太阳能或磁性能源。其输入欠压闭锁门限设定值在3V至18V范围内是可编程的,从而使应用能够在能量收集电源的峰值功率传送点上工作。其他特点包括引脚可编程输出电压和降压-升压型峰值电流限制、一个超级电容器平衡器和一个输入保护性分流器(在VIN≥20V时高达25mA)。

本文转自:

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近日,ADI公司总裁兼首席执行官Vincent Roche发表了题为《那些将在2019年改变我们生活的技术》的文章,原文如下:

当我们把重心转向2019年时,自然要对过去一年发生的事情和走势进行盘点,思考它们会对来年产生怎样的影响。就像过去几年一样,在2018年,也有些技术被过度炒作,有些技术因为言过其实而泡沫破裂;而还有一些技术则逐渐稳定下来,有望永久改变我们学习、工作、娱乐和生活的方式。未来一年,我认为以下领域的技术进步将会对我们的生活产生不可估量的影响:

迈向边缘节点

我们每年都会获得和创造越来越多的数据。一些分析指出,我们每天生成250亿亿(2.5*1018)字节的数据,而我们今天拥有的数据中有90%是在过去两年中生成的。随着物联网和基于网络边缘的应用变得越来越普遍,这种数据的爆炸式增长并没有任何减缓的迹象。为了在数据产生和需要的地方将这些数据转换成信息,也为了更高效地完成这一过程,计算处理能力变得越来越分散,边缘节点的处理能力正在大幅猛增。

2019年,我们会看到“智能传感器”将取得进展:届时,传感器只有在感应到值得关注的事情时才会被唤醒,并且会对输入的信息进行筛选后仅向云端传输相关信息。同时,我们将更加关注边缘节点设备中的高效电源管理,从而支持不断增加的处理需求和由此带来的热管理挑战。此外,由于所生成信息的价值日益增长,导致信息丢失或损坏的代价高昂,因此我们将更加注重保护数据安全。最后,随着边缘节点处理、雾计算和云计算的结合,通过传感器融合或是结合不同传感模式来更准确地感知现实,此类实践将变得更为普遍。

人工智能褪去虚幻

时下被热议得最厉害的无疑就是人工智能与机器学习了,这也是最难估计的技术。事实上,在喧嚣的躁动之下,人工智能与机器学习也取得了实际的进展,几乎每个行业都在努力发掘人工智能所带来的机会和潜在影响。例如在汽车领域,随着环境传感精度的提高,加之向人工智能引擎提供更高质量、更相关的数据和信息,系统训练成果和系统推演能力快速进步。

由于需要低延迟及实时决策,汽车应用中的人工智能处理主要在边缘而非云端进行。但是在其他行业的应用中,边缘和云计算之间的架构之争并没有定论,要根据不同的应用而定,因为游戏与工业自动化这样不同的应用场景有不同的需求。所有市场都面临着棘手的问题,特别是在无监督训练方面,以及验证人工智能系统在训练后能否真正发挥作用。尽管这些领域将在2019年取得进展,但一些非技术因素,如伦理、责任和监管问题,以及人工智能和机器学习人才紧缺的现状仍然是产业前进的障碍。

加速前进

车辆电气化、自动驾驶、交通即服务,三股冲击波正在颠覆汽车行业。由于内燃机面临越来越大的监管压力(包括禁止使用某些技术),而电力及电源管理技术在持续改进,且成本也越来越低,车辆电气化将继续保持两位数的增幅,并在2019年从小众市场转变为主流市场。新的化学元素使得电池能量密度大大提升,从而在电池化成和生命周期管理领域催生出越来越多的创新。电子和架构方面的进展不可或缺,这关系到能否感知、测量、解析和安全传输电池状态信息,从而最大限度地优化下一代电池的效能、使用寿命和安全性。

在自动驾驶方面,我们期待看到L3级别以上的高速自动驾驶解决方案取得更多进展,车队服务/机器人出租车能得到广泛测试,视觉、雷达和激光雷达模式能更好地融合,以提高自动驾驶汽车的环境感知能力。百度和Waymo等公司的机器人出租车将为交通即服务市场带来又一波创新,并将继续推动消费者偏好从拥有汽车转向使用汽车。

人机交互

自主领域正在取得重大进展,但这些进展并不局限于汽车市场。机器人以及越来越多的协作机器人(人-机器人配合)会渐渐摆脱程序管理,因为它们配备了传感器和基于本地、雾计算和云计算的处理能力,能够快速学习和适应环境。2019年,在人机交互领域,自主电子装置的安全保护功能将取得长足进步。例如,一些能够通过多种模式(如视觉、激光雷达、飞行时间测距等)实时绘制三维环境图的自主机器人和协作机器人将变得越来越重要,因为这些机器人工作时靠近人类,需要在某些操作可能威胁到人身安全时及时进行调整。

可预见型医疗保健

伴随现代化进程,医疗成本不断攀升,疾病发病率呈上升趋势,这就更迫切地需要解决日益艰巨的医疗挑战。人们对合理成本的健康和医疗解决方案的需求日益上涨,将推动感知、计算和移动技术的快速普及。更深层次的诊断、微型化趋势和网络连接将有助于医疗保健变得更具预测能力。

我们正在见证一个新的医疗保健时代的诞生,在这其中,原本的临床医疗手段将有望在医院外和应用中提供。生物、气体和化学传感器在尺寸和价格不断优化的同时能够更好地提供临床级测量,使其在传统医疗设施以外的应用中得以广泛采用。结合移动/连接和云计算方面的发展,这些技术进步能够更好地管理患者疾病,预防需要昂贵住院治疗费用的急性病,并避免由疾病引起的突发性死亡。

2019年,医疗保健方案将启用更多的临床级消费设备,保险公司、医院和政府项目开始视其为有效的监测患者和改善医疗结果的途径。这将推动传感器精度和数据分析的进一步发展,使得家用医疗设备不再只是一些新奇的电子保健产品,而是成为健康医疗方案中的重要一环。

喂,现在你能听到我说话了吗?

5G技术,我们已经讨论了多年,现在终于进入大规模测试阶段,预计在2018年底或者2019年开始商业化部署。大规模MIMO(多路输入,多路输出)的初始阶段相比4G将有显著的改进,等到了成熟阶段后,毫米波5G解决方案将能提供每秒数千兆比特的无线连接速度。当5G部署初具规模,其影响将是巨大的。

正如前几代无线连接技术创造了新的市场和商业模式(如移动电子商务、视频流等)一样,5G带来的带宽激增、低延迟、快速响应和高度可配置的网络解决方案,将极大地改变现有格局并开辟新的市场。然而与前几代技术不同的是,5G带来的网络连接飞跃将不单局限于互联网,更将推动汽车、医疗和工业自动化领域的革命性变化。

最终,我们唯一能确切预测的是2019年的发展定将超出我们的预测。一些看起来有望在2019年年初实现的技术,也许到年底时仍未能兑现。而有些技术将悄无声息地迈过转折点,在几乎不被察觉的情况下,成为我们日常生活的一部分。

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作者:Benjamin Bucklin Brown

摘要

许多嵌入式系统部署在操作人员难以或无法接近的地方。物联网(IoT)应用尤其如此,这些应用通常大量部署并且电池寿命有限。实例包括监控人员或机器健康状况的嵌入式系统。这些挑战加上快速迭代的软件生命周期,导致许多系统需要支持无线(OTA)更新。OTA更新用新软件替换嵌入式系统的微控制器或微处理器上的软件。虽然很多人非常熟悉移动设备上的OTA更新,但在资源受限的系统上设计和实施会带来许多不同的挑战。本文将介绍针对OTA更新的若干不同软件设计,并讨论其优缺点。我们将了解OTA更新软件如何利用两款超低功耗微控制器的硬件特性。

构建模块

服务器和客户端

OTA更新用新软件替换器件上的当前软件,新软件以无线方式下载。在嵌入式系统中,运行此软件的器件通常是微控制器。微控制器是一种小型计算器件,其存储器、速度和功耗均很有限。微控制器通常包含微处理器(核心)和用于执行特定操作的数字硬件模块(外设)。工作模式下典型功耗为30 μA/MHz至40 μA/MHz的超低功耗微控制器是此类应用的理想选择。使用这些微控制器上的特定硬件外设并将其置于低功耗模式,是OTA更新软件设计的重要组成部分。图1显示了一个可能需要OTA更新的嵌入式系
统实例。可以看到,一个微控制器与射频收发器和传感器相连,这可用在物联网应用中,利用传感器收集有关环境的数据,并利用无线收发器定期报告数据。系统的这一部分称为边缘节点或客户端,是OTA更新的目标。系统的另一部分称为云或服务器,是新软件的提供者。服务器和客户端利用无线收发器通过无线连接进行通信。

图1. 示例嵌入式系统中的服务器/客户端架构

详文请阅:嵌入式微控制器应用中的无线(OTA)更新: 设计权衡与经验教训

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