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简单电路测量两个光源的相对强度

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作者:Chau Tran

问:是否可以使用仪表放大器测量两个光源之间的差异?

答:是的,用两个光敏电阻替换仪表放大器的主设定电阻就可以。在许多照明应用中,测量两个光源的相对强度比测量其各自的强度更重要。这样能确保两个光源以相同的强度发光。例如,比较同一建筑物内控制室(1号房间)和另一间房(2号房间)的亮度会有帮助,以便可以在白天的任何时间和夜里进行调整。或者,对于一个生产系统,您可能希望确保明亮的光照条件不发生变化。

确定相对强度的一种办法是测量两个附加光检测器的不同输出。其差异将被转换为以地为基准的单端电压信号。图1中的电路就是解决此问题的一种简单但有效的方法,其使用带电阻增益控制功能的仪表放大器,例如AD623。

作者:ADI公司 Steve Knoth

许多由电池供电的设备通常需要各种各样的充电电源、电池化学组成、电压和电流。例如,随着适合所有类型电池化学组成的新型大电池组出现,功能丰富的高端消费型、医疗、工业和汽车电池充电器电路都需要更高电压和电流。此外,支持宽功率范围的太阳能电池板也用于为各种采用可充电密封铅酸(SLA)电池和锂电池的创新系统供电。例如人行道信号灯、便携式扬声器系统、垃圾压实机,甚至海上浮标灯。此外,太阳能应用中的一些铅酸(LA)电池是深循环电池,除了深度放电之外,还能长时间重复充电。深海浮标就是一个很好的实例,要求具备10年使用寿命。另一个示例是离网型(即与电力公司断开连接)可再生能源系统(如太阳能或风能发电),由于难以靠近维护,这些系统必须持久运行。

即使在非太阳能应用领域,最近的市场趋势也表明人们对高容量SLA电池重新燃起了兴趣。从成本/功率输出的角度来看,汽车或启动应用SLA电池的价格并不高,且可以在短时间内提供高脉冲电流,是汽车和其他汽车启动器应用的理想选择。嵌入式汽车应用的输入电压高于30 V,有的甚至更高。考虑一下具有防盗威慑作用的GPS定位系统;能够将典型的12 V输入降至2个串联锂离子电池(一般7.4 V)且需要提供高压保护的线性充电器,都具有应用价值。深循环铅酸电池是另一项深受工业应用欢迎的技术。其电池板比汽车电池更厚,设计放电量可以低至总容量的20%。通常用于需要长时间连续供电的场合,如叉车和高尔夫球车。然而,与锂离子电池一样,铅酸电池对过度充电很敏感,所以在充电过程中必须慎重处理。

针对众多输入电压、充电电压和充电电流组合需求,只有一小部分可采用基于电流集成电路(IC)的解决方案。其余更复杂的组合和拓扑,通常采用的集成电路和分立式组件组合,繁琐累赘。直到2011年,ADI公司利用其颇受欢迎的双芯片充电解决方案化解了这一市场难题,这种情况才得以改变。该解决方案由LTC4000电池充电控制器IC以及配套的外部补偿兼容型dc-dc转换器组成。

开关与线性充电器

传统线性拓扑电池充电器IC常常因其紧凑的尺寸、简单和低成本而受到重视。但是,这些线性充电器存在一些缺点,包括输入和电池电压范围有限、电流消耗量相对更高、功耗过高、充电端电极算法有限,以及相对效率更低(效率 ~ [VOUT/VIN] × 100%)。另一方面,开关模式电池充电器也因其灵活的拓扑结构,多化学充电、高充电效率(产生的热量极低,支持快速充电)、宽工作电压范围而受欢迎。但是,开关充电器也存在一些缺点,包括:成本相对较高,基于电感的设计更为复杂,可能会产生噪声,解决方案尺寸较大。基于上述原因,现代铅酸、无线电源、能量收集、太阳能充电、远程传感器和嵌入式汽车应用通常使用高压线性电池充电器供电。但是,现在有机会获得没有这些缺点的更现代化的开关模式充电器。

简单的降压电池充电器

设计人员设计充电解决方案时会面临一些严峻挑战,包括众多输入源和众多可用电池、充电电池的高容量以及高输入电压。

输入源的范围广泛且非常多变,但涉及电池充电系统,遇到的更复杂的问题包括:电压范围为5 V至19 V甚至更高的大功率壁式适配器、24 V整流AC系统、高阻抗太阳能电池板、汽车和重型卡车/Humvee电池。因此,能够在这些系统中使用的电池化学组合数量随之进一步增加,如锂基(锂离子、锂聚合物、磷酸铁锂(LiFePO4))和铅酸基,从而使设计面临更复杂的局面。

由于IC设计的复杂性,现有的电池充电IC主要局限于采用降压型(或降压)或更复杂的SEPIC拓扑。在这个组合中添加太阳能充电功能,会带来各种其他难题。最后,现有的一些解决方案为多种电池化学组成充电,一些采用板载终止方法。但是,到目前为止,还没有一种单一的IC充电器能够提供解决这些问题所需的所有性能特性。

功能多样的新款紧凑型充电器

能够解决上述问题的降压型IC充电解决方案需要具备以下大部分特性:

* 宽输入电压范围
* 宽输出电压范围,用于满足多个电池堆叠需求
* 灵活性—能够为多种电池化学组成充电
* 带有板载充电终止功能算法的简单自主操作(无需微处理器)
* 高充电电流,能够为大型高容量电池快速充电
* 太阳能充电功能
* 采用先进封装以提高散热性能和空间效率

ADI在几年前开发出颇受欢迎的LTC4000电池充电控制器IC(与外部补偿dc-dc转换器配合使用,构成功能强大且灵活的2芯片电池充电解决方案)之后,极大地简化了现有的非常复杂和麻烦的解决方案。为了实现PowerPath™控制、升压/降压功能,以及输入电流限制,解决方案包含了一个降压-升压dc-dc开关稳压器或一个降压开关稳压器充电器控制器(与一个前端增压控制器配对)、一个微处理器,以及多个IC和分立组件。主要缺点包括:操作电压范围有限、不具备太阳能电池板输入功能、无法为所有电池化学组成充电,以及没有板载充电终止功能。快速发展到现在,目前已经有一些更简单、更紧凑的单片式解决方案可用于解决这些问题。ADI公司提供的LTC4162和LTC4015降压电池充电器均提供单芯片降压充电解决方案,支持多种充电电流等级和完整的功能组。

LTC4162电池充电器

LTC4162是一款高度集成、高电压多化学组成同步单片降压电池充电器和PowerPath管理器,具有板载遥测功能和可选的最大功率点跟踪(MPPT)特性。它能高效地传输各种输入源(如壁式适配器、背板和太阳能电池板)电力,为锂离子/聚合物、LiFePO4或铅酸电池组充电,同时仍然为系统负载提供高达35v的电力。该设备提供先进的系统监控和PowerPath管理,以及电池状况监测。虽然使用LTC4162最先进的功能需要采用主机微控制器,仍可选择性地使用I2C端口。该产品的主要充电功能可以使用引脚绑定配置和编程电阻进行调整。该设备提供±5%的充电电流调节(高达3.2 A)、±0.75%的充电电压调节,支持4.5 V至35 V的输入电压范围。适用于便携式医疗器械、USB电源传输(USB-C)设备、军事设备、工业手持设备和加固笔记本/平板电脑等。

图1.LTC4162-L的典型应用电路。

LTC4162(见图1)包含一个精确的16位模数转换器(ADC),可以按照需求连续监控许多系统参数,包括输入电压、输入电流、电池电压、电池电流、输出电压、电池温度、模具温度和电池串联电阻(BSR)。所有系统参数都可以通过一个双线I2C接口来监控,而可编程和可屏蔽的警报可以确保只有感兴趣的信息才会导致中断。该设备的主动最大功率点跟踪算法在全局范围内扫描输入低压控制回路,并选择一个工作点,以最大限度地从太阳能电池板和其他电阻源提取电力。此外,其内置的PowerPath拓扑去耦电池中的输出电压,使便携式产品能够在极低电池电压条件下使用充电电源时即时启动。LTC4162的板载充电配置针对锂离子/聚合物、LiFePO4和铅酸等多种电池化学组成实施了优化。充电电压和充电电流都可以根据电池温度自动调整,以符合JEITA指南的要求,或者可以自定义。对于铅酸电池,连续温度曲线会根据环境温度自动调整电池电压。对于所有化学组成,可以采用可选的模具连接温度调节系统,防止在受限空间或存在热问题的应用中出现过热。锂离子充电能效性能参见图2。

最后,LTC4162采用28引脚4 mm × 5 mm QFN封装,配备裸露金属焊盘,散热性能出色。E级和I级设备能够在–40°C至+125°C范围内工作。

图2.采用不同数量电池时,锂离子充电效率与输入电压的关系。

图3.12 VIN、8 A双锂离子电池降压型电池充电器电路。

需要更高电流时怎么办?

LTC4015也是一款高度集成的高电压、多化学组成、同步降压型电池充电器,提供板载遥测功能。但是,它采用了控制器架构与离线功率FET,可以实现更高的充电电流能力(高达20 A或更高,具体取决于所选的外部组件)。该设备能通过输入源(壁式适配器、太阳能电池板等)向锂离子/聚合物、LiFePO4或铅酸电池高效供电。它提供先进的系统监测和管理功能,包括电池库仑计数和状况监测。虽然使用LTC4015最先进的功能需要采用主机微控制器,仍可选择性地使用I2C端口。该产品的主要充电功能可以使用引脚绑定配置和编程电阻进行调整。

LTC4015提供±2%的充电电流调节(高达20 A)、±1.25%的充电电压调节,支持4.5 V至35 V的输入电压范围。适用于便携式医疗仪器、军事设备、电池备份应用、工业手持设备、工业照明、加固式笔记本/平板电脑、远程动力通信和遥测系统。

LTC4015还包含一个精确的14位模数转换器(ADC),以及一个高精度库仑计数器。ADC连续监测系统的许多参数,包括输入电压、输入电流、电池电压、电池电流,并根据命令报告电池温度和电池串联电阻(BSR)。通过监测这些参数,LTC4015可以报告电池的工作状态和充电状态。所有的系统参数都可以通过一个双线I2C接口来监控,而可编程和可屏蔽的警报可以确保只有感兴趣的信息才会导致中断。LTC4015的板载充电配置针对锂离子/聚合物、LiFePO4和铅酸等多种电池化学组成进行了优化。通过配置引脚,用户可以在几种为电池化学组成预先定义的充电算法,以及几种可以通过I2C调整参数的算法之间进行选择。充电电压和充电电流都可以根据电池温度自动调整,以符合JEITA指南,或者自定义设置的要求。铅酸充电能效性能参见图4。LTC4015采用5 mm × 7 mm QFN封装,配备裸露金属焊盘,散热性能出色。

图4.LTC4015的铅酸充电效率。

节省空间、灵活、具备更高的功率级别

由于LTC4162是一个带有集成功率MOSFET的单片器件,在同等功率等级下(例如,3 A),它比LTC4015节省多达50%的PCB面积。由于它们的功能相似,当输出电流范围为>3.2 A到20 A,或高于此范围时,应该使用LTC4015。业内同类IC电池充电器解决方案都不能提供同等集成水平,也不能产生相同的功率水平。这些接近充电电流(2 A到3 A)的电池解决方案只适用于单一电池化学组成(锂离子),或者电池充电电压受到限制(最大13 V),因此不能提供与LTC4162或LTC4015同等的功率水平或灵活性。此外,当您考虑实现最近的竞争单片式电池充电器解决方案需要用到的外部组件数量时,LTC4162能够节省多达40%的PCB空间,因此更具吸引力。

大阳能充电

在最大功率点(MPP)操作太阳能电池板有许多方法。最简单的方法之一是通过二极管将电池连接到太阳能电池板上。这种技术依赖于将电池板的最大输出电压与电池相对狭窄的电压范围匹配。当可用功率非常低(大约低于几十毫瓦)时,这可能是最好的方法。然而,功率水平不可能一直很低。因此,LTC4162和LTC4015采用了MPPT技术,这种技术可以根据入射光的变化来确定太阳能电池板的最大功率电压(MPV)。当电路板电流在20年或更长的动态时间范围内发生变化时,这个电压可以从12 V急剧变化到18 V。MPPT电路算法查找并跟踪面板电压值,为电池提供最大的充电电流。MPPT功能不仅可以连续跟踪最大功率点,还可以在功率曲线上选择正确的最大功率点,从而在功率曲线上出现多个峰值时,在部分遮阳条件下增加电路板获得的功率。在弱光状态下,即使没有足够的光线让MPPT正常工作,低功率模式也能让充电器提供小充电电流。

结论

ADI公司功能齐全而强大的全新电池充电和PowerPath管理器集成电路LTC4162和LTC4015,简化了繁复的高压和高电流充电系统。这些设备能够高效管理输入源(如壁式适配器、背板、太阳能电池板等)和各种电池化学组成(包括锂离子/聚合物、LiFePO4和SLA)之间的电源分配。其简单的解决方案和紧凑的外形使它们能够在前沿应用中实现高性能,而过去只有基于更复杂、更古老的开关调节器的拓扑(如SEPIC)才是唯一的选择。设计中高功率电池充电器电路时,可以极大简化设计师的工作。

作者简介

Steve Knoth [steve.knoth@analog.com]是ADI公司Power by Linear™部门的高级产品营销工程师。他负责所有电源管理集成电路(PMIC)产品、低压差(LDO)稳压器、电池充电器、电荷泵、基于电荷泵的发光二极管驱动器、超级电容器充电器、低压单片开关稳压器和理想二极管器件。Steve从1990年起在Micro Power Systems、ADI公司和Micrel Semiconductor担任过多种营销和产品工程职位,之后于2004年加入ADI公司(以前的凌力尔特公司)。他于1988年获得圣何塞州立大学电气工程学士学位,并于1995年获得该大学物理学硕士学位。2000年,Steve还获得了凤凰城大学技术管理硕士学位(MBA)。除了与孩子们一起享受美好时光之外,Steve还喜欢玩弹球/街机游戏或肌肉车,以及购买、出售、收藏古董玩具和电影/体育/汽车纪念品。

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咱们聊聊变频器的工作原理。

我们经常会听到一个词,叫做“交直交变频器”。那么,为什么要在“变频器”前面加上“交直交”这个定义呢?原因在于,变频器对交流电源进行频率转换的处理过程,其实是先将交流电变换成直流电,也就是“整流”,然后再将直流电变换为可变频率的交流电的,即:“逆变”。

所以,交流变频器的第一级就是“整流单元”,交流电进入变频系统后,会先在这里被转换成直流电。

整流单元主要由三对(六支)二极管或可控硅组成,其作用类似于流体管道系统中所使用的止回阀,只允许电流在一个方向流动,如图中二极管符号的箭头所示。 每当 A 相电压(电压类似于流体管道系统中的压力)为正且高于 B、C 相电压时,那么 A 相正极侧二极管将打开并允许电流通过;而当 B 相电压正向高于 A、C 相时,B 相正极侧二极管即打开,A、C 相正极侧二极管则关断;按照相同的原理,我们也可以推断出各相电压为负时负极侧的 3 个二极管的通断状态。 这样,随着输入侧 A、B、C 三相交流电极性和幅值的循环交替变换,整流回路中各支二极管逐一顺序导通、关闭,我们就从整流回路的输出侧得到了一串由六个电流“脉冲”组成的直流电。 这种“六脉冲整流”几乎已经成为目前整流模块的标准配置。

不难看出,能够通过这个整流回路的电流仅仅是 A、B、C 三相中线电压较高的部分,因此经它变换出来的直流电其实是由三相线电压的波头组成的,其幅值是会有周期性波动的,俗称为“馒头波”或“纹波”。

假设整流单元是基于 480V 电源系统运行的,标称额定的电压 480V 为其 rms 或均方根值,那么该系统的电压峰值就是 679V,此时整流单元的直流母线输出上就会呈现出带交流纹波的直流电压,其电压大约在 590V ~ 680V 之间。

这时候就需要使用电容器来消除直流母线上的交流纹波,使其输出变得更加平滑。我们知道,电容器的作用是存储电荷,两个电极片分别存储正负电荷,它们之间的压差会形成电压。当外界的电压高于电容器内的电压时,电容器进行充电动作;而在外界电压低于电容器内电压时,电容器进行放电动作。电容器的作用非常类似于流体管道系统中的水箱或蓄水池,可以通过吸收纹波的方式对直流母线电压幅值进行调节,从而为整流单元提供平滑的电压输出。

经过电容器消除纹波后,直流母线上的电压波动通常小于 3 伏,额定输入为 480V 的整流单元,其直流电压输出大约为 650VDC。而实际的整流输出电压则还要取决于整流单元供电侧的线路电压水平、各相阻抗与电压不平衡程度、系统使用的电抗器和谐波滤波器、以及变频器所连接的电机负载...等等。

此外,如果电容器在没有电荷储存的时候有外部电压直接接入,那么正负电荷短时间大量涌入产生的电流是非常大的,这相当于将电容器置于短路状态。因此,为了防止大电流对整流模块及电容器本身造成的伤害,尤其是在系统启动时直流母线预充电的过程中,需要使用限流电阻(上图 RL)对电流进行限制;在电容器充满电之后通过开关(CL)将限流电阻短接,避免限流电阻因长时间通电而导致过热甚至烧毁。而事实上,几乎所有的变频整流模块,都将直流母线电容器完成预充电后限流电阻旁路开关的这个切换动作,作为其进入正常工作状态的一个关键标志。

在交直交(AC-DC-AC)变频技术中,整流单元扮演着非常重要的角色。有时它是以独立的模块出现在变频驱动系统中的,能够为多个逆变驱动单元提供统一的直流电源,这在很多大型传动系统中十分常见;而有时整流单元则是与逆变驱动和控制回路共同集成在一个产品中,成为一台单体独立式标准变频器。

原稿:Mute
图文:麥總

本文转自:变频器的整流单元是怎样工作的?

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音频系统性能是否高,这两个器件很关键

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高分辨率、高保真度和高质量是音频行业使用的一些典型行话,但它们确实是发烧友最为关注的特性。虽然看起来如此吸引人,但若不使用正确的器件,它们是很难实现的,特别是当设计还有高功效比的额外负担时。

高功效比系统通常使用低压差稳压器 (LDO),世界上有许多公司制造 LDO。选择 LDO 时,最受关注的规格常常是低噪声和高电源电压抑制比 (PSRR)。然而,仅基于这些参数的产品设计并不能真正提供最佳音频性能,还必须检查稳压器的瞬态响应,因为当音频设备改变其工作模式时,LDO 上的负载需求可能会发生变化。数字电路不能很好地适应大电压瞬变。

ADI 公司拥有一些瞬态响应性能出色的 LDO,最适合高分辨率和高质量产品。例如,正线性稳压器 LT1763、LT1965 和负线性稳压器 LT1964、LT3015 有助于改善电压调节性能,消除负载瞬态电压尖峰,从而提供更好的音频性能。

继上一篇文章《浅谈新能源汽车NVH—永磁同步驱动电机径向电磁力致噪声的来龙去脉》 在模态空间公众号发布之后,许多NVH前辈和同学添加了我的微信和我交流,有一些问题被反复地讨论到,这其中主要是关于气隙电磁力波的空间分布以及随时间变化的频率特性方面的问题,例如:为什么对电磁力空间分布的数据进行傅里叶分解就能得到所谓空间阶数、这个阶数和“力型”是怎样的关系、电磁力波在气隙中究竟是怎样的存在形式,为什么电磁力波空间形状会保持不变等等。所以我决定针对电磁力波的时空特性做一点补充。

1、从傅里叶说起

这里真的要推荐一下一篇文章《如果看了这篇文章你还不懂傅里叶变换,那就过来掐死我吧》(自行上网搜索即可),全文看完我就记住了一句话“你眼中看似落叶纷飞变化无常的世界,实际只是躺在上帝怀中一份早已谱好的乐章。”,哈哈。以下我只放一个维基百科的动图,来帮助读者深刻理解傅里叶变换的本质。

图1 示意性说明FFT变换

任何周期信号都可以分解成以三角函数为基波及其高次谐波的组合,这便是我们所说的傅里叶级数分解;任意信号都可以分解为具有所有频率成分的无限多个无限小的谐波的组合,这便是我们所说的傅里叶变换;还记得我们学振动力学时候,对于线性系统的强迫振动的分析方法吗,不就是利用我们上述的原理,将激励分解成一系列的谐波,分别求出谐波对系统的响应,再利用叠加原理合成我们总的响应。好了,这里只说这么多,相信我推荐的那篇文章讲得很透彻,这里只是为下面介绍电磁力波的时空特性做一点铺垫。

2、空间阶次与力型

在之前的文章里面已经写过了,但是有一些读者还是没有理解如何由电磁力的空间分布函数通过傅里叶分解得到所谓的“力型”,这里做更详细的解释。

某一时刻电机气隙电磁力沿机械角度的一个分布如图2所示:

图2 某时刻电机气隙电磁力沿圆周的分布

显然,电磁力沿电机机械角度的分布是具有一定周期规律的,这里我们将极坐标下函数图像转换到直角坐标系下,也就是将上图力波幅值沿电机机械角度分布的转换为以横坐标为角度,纵坐标为幅值的力波幅值随角度变化的信号,如图3:

图3 径向电磁力波幅值随角度变化曲线

上图是一个周期函数,有了上图的数据,我们就可以通过傅里叶变换将其分解为各次空间谐波的组合,能得到的是一系列以阶次为横坐标的谐波,0°到360°空间角度内存在0个周期的谐波我们称之为0次谐波,即一条直线,也称之为0阶;仅有一个周期的谐波我们称之为一次谐波,即一阶;仅有两个周期的称之为2次谐波,即2阶,依此类推。所谓几阶,实际上指的就是谐波在0°到360°内存在的周期数。如果对阶次域这个概念熟悉的话,你会发现,这里的变换本质上就是角度域的数据通过傅里叶变换到阶次域。变换过程如图4所示:

图4 角度域信号通过FFT变换到阶次域

如果你对阶次域不熟悉的话,让我们换一个角度来看,从采样的角度来考虑,假定上图0°到360°的数据我们一秒钟采集完,也就是上面的数据变成了一个时长1秒的时域信号(即角度域的数据转换到时域,它们之间有对应关系),对其傅里叶变换,得到了它的频谱,即分解成了一系列的时间谐波。这就是大家根深蒂固的通过傅里叶变换实现时域到频域的转换。

那么这一秒内存在一个周期的时间谐波就对应频谱上的1Hz,一秒内存在两个周期的时间谐波就对应频谱上的2Hz,依此类推,这里的频谱就和上述的阶次谱是相对应的。频谱的0Hz对应时域一条直线,一秒内0个周期,即对应空间0阶;频谱1Hz对应时域频率为1Hz的时间谐波,一秒内一个周期,对应空间1阶;频谱2Hz对应时域频率为2Hz的时间谐波,一秒内两个周期,对应空间2阶。那么假如我是两秒采集完呢,也就是我们上述0°到360°角度域数据转换为一个两秒的信号,同样的,那就是频谱0.5Hz对应为1阶,1Hz对应为2阶,说白了我们关心的只是总时长内(空间角度一周)谐波的周期数而已,有一个周期就是一阶,两个周期就是二阶,这里的本质就是我们第一小节讲的任何周期信号都可以分解成以三角函数为基波及其高次谐波的组合,傅里叶变换本身是数学工具,不要被人为添加的物理意义而迷惑了。

到这里,我们已经得到了空间阶次了,有不少讨论者问我得到了空间阶次频谱怎么得到“力型”呀,这里如果你对空间阶次怎么得到的过程非常清晰的话,就不会有这个问题了。

我们将极坐标下的角度域数据转换成直角坐标系下的数据,通过傅里叶分解成一系列的谐波,那么我们再把这些直角坐标系下的谐波画到极坐标系下就得到了所谓的“力型”。如图5所示:

图5 示意性说明形成“力型”的过程

后面的高次力波也是按照这样的规律就可以得到所谓的“力型”,仔细看看这些力型,你会发现几阶力型不就是0°到360°内几个周期的正弦波在极坐标下的转换图形嘛,所以这里的空间阶次、所谓“力型”就是一个东西,这里面极坐标和直角坐标的变换、角度域与阶次域的变换需要好好理清楚,引入时域到频域的变换只是为了帮助理解,因为很多时候我们对通过傅里叶从时域转换到频域这一认知根深蒂固,而对角度域转换到阶次域相对陌生,尤其是学电机的工程人员,对阶次这个概念相对陌生。

3、电磁力波的时间频率

我们知道,电磁力波不仅仅是空间的函数,更是时间的函数,沿电机机械角度方向气隙各点的电磁力大小在随时间不停的变化,那么问题来了,我们一方面说电磁力波沿着空间分布有一定的形状,还给它取了个好听的名字叫“力型”,一方面又说沿电机圆周方向各点的电磁力大小随时间一直在变化,这个变化会打破他们的“队形”序列嘛?当然不会,当各点的电磁力幅值大小按照一定的相位和频率脉振时,宏观上来看,电磁力波的形状是不会改变的,但是它会旋转起来,这正是电磁力波随时间变化的体现。正是这些各个点的电磁力都按照同一频率和初始相位关系在不停的脉振变化,让电磁力形状得以保持,不停地匀速旋转,以电机二阶径向力波为例,来看看图6:

图6 二阶力波的变化过程

看了这个动图,相信大家对电磁力在时间和空间上的特性有了非常直观的了解,你会发现电磁力波的时间频率和所谓“力型”的转速之间是存在特定关系的,事实上它们和电机转速之间都存在着特定的关系,这都来源于电机电流随时间的变化,也正是它们之间这些特定的关系(电磁力波频率与电机转速的特定关系),让我们可以在测试瀑布图上能够以阶次特征捕捉到这些电磁力波。

好了,以上就是我根据之前和一些读者的讨论作的一些更为详细的补充。限于篇幅,也因为本人的学识水平有限,文中难免出现表述不当,甚至有错误的地方,恳请各位读者专家们不吝指正,以便我及时更正,同时也提高自身的认知水平。

感谢您的阅读!

作者简介

朱碧华,华中科技大学机械科学与工程学院在读硕士研究生。私人微信:zbh1103450573欢迎各位前辈和同学指正和交流(请备注姓名和单位,谢谢)

本文转自:对《永磁同步驱动电机径向电磁力致噪声的来龙去脉》一文的补充

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ADI 与迪威码半导体( DIVIMATH )联合宣布达成战略合作,双方在第一人称视角 (FPV) 竞速无人机领域展开紧密合作,共同推动 FPV 行业最先进的数字高清无线图传方案 HDZeroTM。

随着包括竞速无人机和未来自动驾驶传输系统等远程移动设备市场的发展,对强固射频链路和高清无线图传的需求越来越重要。ADI 提供的射频收发器 AD936X 系列芯片以及 DIVIMATH 的数字高清无线图传 DM5680 基带芯片组成的 HDZeroTM方案,实现了高清视频在极低信噪比条件下的稳定和近零延时传输。

由于 FPV 竞速无人机以高达 200 公里/小时的速度飞行,高清晰度视频的实时可靠接收对飞手有效地控制无人机至关重要。

ADI提供的射频收发器芯片AD936X可覆盖射频频段(47MHz – 6GHz),支持20MHz及以上带宽,且具有双发双收和自动增益控制功能,这些性能为高质量的射频传输提供保障。

AD936x 系列是RadioVerse技术和设计生态系统中的首款新一代宽带无线电频率 (RF) 收发器,采用紧凑集成的 10mm x 10mm 封装,具备宽带功能和可编程性,非常适合各种 SDR 无线应用场合,例如 3G/4G Picocell、无线视频传输和物联网网关。

RF 收发器 AD936x 系列包括AD9361、AD9363和AD9364 ——

AD9361针对各种低功耗无线应用而设计。该无线电SoC覆盖70 MHz至6 GHz频率范围,具有200 kHz以下至56 MHz的可调谐通道带宽。它是一款高度集成的单芯片解决方案,包括一个射频前端、灵活的混合信号基带部分、频率合成器、两个ADC和两个直接变频接收器。

AD9363 也是针对各种低功耗无线应用而设计,比如毫微微蜂窝、DAS、无线视频传输。该无线电SoC覆盖325 MHz至3.8 GHz频率范围,具有200 kHz以下至20 MHz的可调谐通道带宽。与AD9361相同。它是一款高度集成的单芯片解决方案,包括一个射频前端、灵活的混合信号基带部分、频率合成器、两个ADC和两个直接变频接收器,同时也支持TDD和FDD工作模式。

AD9364 SDR 收发器的引脚与 AD9361 兼容。此单通道无线电 SoC 覆盖 70 MHz 至 6 GHz 频率范围,其调谐通道带宽高达 56 MHz。

DIVIMATH 提供的 DM5680 芯片通过传输原始视频(非压缩视频流),可实现高清视频的近零时延传输,另外,DM5680 还提供了从空中到地面设备的音频和数据全链路。

最后分享下HDZeroTM方案的特点:

* 延迟小于1ms
* 智慧抗干扰
* 传输距离
* 1.3Km(5.8GHz,20dBm)
* 22Km(520MHz,30dBm)
* 最大支持1080P30视频分辨率
* 体积小
* 发射器 35mm x 40mm
* 接收器 65mm x 75mm

关于DIVIMATH

DIVIMATH(迪威码半导体)成立于2013年,是一家致力于数字高清无线图传的芯片设计公司, 拥有世界顶级的高清视频传输芯片设计专家,在基带传输领域和视频编解码及图像处理领域具有丰富的行业经验、极强的技术原创力和深厚的技术积累。DIVIMATH以打造第一视角(FPV)领域全球领先的数字高清无线图传芯片为目标,设计出全球行业领先的数字高清无线图传方案,其核心是基于无线视频传输近零延时,高分辨率,智慧抗干扰基带传输算法。DIVIMATH是FPV数字高清视频传输领域首屈一指的行业领头人。更多信息请访问:www.divimath.com

本文转自:ADI与迪威码半导体合力推出行业最先进的FPV数字高清图传方案

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