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您的系统需要RTC模块电路吗? 1 min Guide Books 每当你需要在数字系统中跟踪时间时,你需要将时钟脉冲转换为日期和时间。仅仅运行在一个时钟电路上是不够的,转换需要一些数字运算,并且需要将时钟脉冲的计数与某个参考日期进行比较。由于任何好的电子设备中的时钟无论设备是否在使用中都应该运行,你还需要为你的计时模块提供一个持久的电源。 与其将一个晶体或振荡器电路连接到MCU,不如在你的电路板上使用实时时钟(RTC)模块来提供准确的计时。这些小芯片提供了一种简单的方式来跟踪数字系统中的时间,并通过标准的低速接口将数据反馈给MCU。以下是一些需要RTC模块电路的应用以及这些电路的一些流行选项。 RTC模块电路设计 RTC模块非常简单,且占用空间小。它们的功耗也非常低,因为它们通常只需要从晶体或振荡器电路读取时钟脉冲。最好的RTC模块将在单个纽扣电池备份电池上提供至少十年的准确计时,并且在主系统电源可用时可以运行。这种简单的功能可能内置于MCU中,但并非所有系统都需要带有集成RTC电路的大型MCU。 下面的示意图显示了一个简单的RTC模块电路,使用了一个流行的IC,即 Maxim Integrated的DS1307。未引用的时钟脉冲从一个32.768 kHz的时钟传送到这个模块,而时钟脉冲在DS1307内部被引用到一个特定的日期。从那里,数据可以通过I2C被外部MCU查询,并存储在MCU的内存中。这基本上是其他带有内部振荡器和RTC电路的MCU用来跟踪时间作为其固件一部分的相同过程。 作为ATTiny85 MCU系统时钟的示例RTC模块电路。 在上述示意图中,唯一值得注意的其他组件是 ATTiny85 MCU。这款MCU具有小型DIP封装,内置EEPROM支持100,000次擦写/写入周期,内置Flash和内置SRAM。这个特定的实现是客户项目中的电源监控和跟踪电路的一部分,但它说明了在某些情况下不需要大型MCU,而一个较小的MCU、备份电池和RTD模块电路就能提供你所需的功能。 为什么使用RTC模块电路而不是MCU? 我上面提到的电源产品出于多种原因不需要大型MCU。下面列出了一些常见的原因,它们可能也适用于你的下一个系统。 系统仅标记和存储数据。 这是传感器节点板的典型任务,其中数据可能会与时间戳和一些其他由逻辑电路触发的标准一起被标记。然后可以通过SPI将数据存储在Flash中。只要MCU具有SPI总线接口或其他低速接口(例如,在上面的例子中是I2C),就不需要重型MCU。 核心功能内置于其他集成电路中。 在我上面提到的电源监控板示例中,我们不需要将感测和控制循环的逻辑集成到单个MCU中。这样可以节省一些空间,但构建固件就像重新发明轮子一样。许多这样的功能都内置在COTS 电源管理IC中。 阅读文章
在LLC变换器设计中的电感器和变压器选择 1 min Guide Books 这个电感器是你在LLC变换器设计中需要的众多组件之一 所有的电子设备都需要电源供应和电源调节,无论是大型工业系统还是小型可穿戴设备。如果你正在设计汽车电源管理单元、家用电器的电源转换器或工业电源系统,那么你很可能会使用LLC变换器设计进行直流到直流的转换和调节。这种拓扑结构提供了高电源转换效率和简单的调节方案,但这一切都取决于选择正确的组件。 在LLC变换器设计中至关重要的两个主要组件是电感器和变压器。这两个组件控制电源转换,并共同决定了转换器阶段主侧的谐振行为。当与PFC电路和控制回路一起设计时,你将拥有一个适用于多种应用的高效率电源转换器。 LLC变换器设计的组件 LLC谐振变换器是一种开关直流到直流变换器,其中输出电压通过调整半桥或全桥电路的驱动频率来控制,该电路使用 功率MOSFETs。桥电路的输出电流流入一个与变压器串联连接的谐振LC罐。然后,变压器将脉冲电压在次级侧上升压或降压。 变换器的次级侧包含一个桥式整流电路(由二极管或MOSFETs构建),它将输出电压/电流整流为稳定的直流电平。一组电容器进一步稳定输出电压并将纹波降低到低噪声的直流值。这些变换器具有复杂的拓扑结构,但控制方法非常简单,变换器中所需的功能块可以由一系列商业上可获得的组件构建。下面展示了LLC变换器设计的基本拓扑结构。 半桥LLC变换器设计的拓扑结构。 与其他需要改变PWM信号占空比来控制输出电压的开关变换器不同,LLC变换器需要改变频率(脉冲频率调制,或PFM)来将输出电压设置为所需值。上述半桥LLC变换器设计中的晶体管Q1和Q2相位相差180度切换。当高侧晶体管打开时,电流流向电容器Cr并对其充电。一旦Q1关闭并且Q2打开,Cr放电。两个周期都在次级侧诱导电流,然后被整流为直流电压。输出侧的电容器组然后平滑输出电压至稳定值。 通过利用谐振罐段(上图中的LLC电路)中的增益,可以调整并维持初级侧的电压在所需值。通过反馈回路测量的电压用于调整来自门驱动电路的PFM信号,这样在初级侧LLC网络中利用更多或更少的增益。这是变压器和电感器变得关键并需要被选中以提供正确增益范围的地方。 电感器和变压器选择标准 电感器和变压器需要满足特定标准,以便在LLC转换器设计中正常工作: 线圈电感值:LLC转换器阶段中两个线圈的电感值取决于电容器Cr的值。典型的电容器值为Cr ~ 100 nF至1 uF,因此初级侧电感器(Lr)将为~0.1 mH,用于接近100 kHz的操作(典型的门驱动频率)。变压器初级侧线圈的电感(Lm)通常约为Lr值的5-10%。 线圈电阻和电流额定值:导体的电阻影响变压器/电感器中的电流额定值。理想情况下,线圈电阻应尽可能低以减少热量产生。 阅读文章