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技術文章: 閃亮亮的未必都是金子！請仔細閱讀相關資料手冊資料，正確選擇元件
我最近遇到一個客戶案例，他需要一個適合地震和振動相關應用的ADC。他知道自己需要一個具有高訊噪比(SNR)和良好總諧波失真(THD)的ADC，並且認為訊噪比高於110 dB就可行。由於振動感測器會輸出不斷變化的交流電壓訊號並疊加於直流電壓訊號上，因此我們需要一個高性能、高解析度ADC，它必須具有高訊噪比才能正確獲取數位訊號，而不會受到振動相關應用中噪音的太大影響。客戶在選擇元件時，通常是在協力廠商網站根據需求進行參數搜索來篩選出一些元件，然後只查看每個產品的主頁及其產品說明，隨之就會被資料手冊中描述產品亮點的第一頁所吸引。通常，資料手冊的內容要複雜得多，除了首頁亮點之外，還需要進行深入的研究。這位客戶也看了ADI的一款精密ADCs，AD7768的首頁，發現它的訊噪比只有108 dB（動態範圍和訊噪比都反映了有效值雜訊，由於它們成正比，幾乎可以同等對待）。........全文見此:
https://www.analog.com/cn/design-center/landing-pages/002/tech-articles-taiwan/all-that-glitters-is-not-gold-reading-relevant-datasheet-data.html
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#電源設計 #絕緣柵雙極電晶體IGBT #金氧半場效電晶體MOSFET #開關損耗Switch Loss #傳導損耗Conduction Loss #相差損耗Phase-difference Loss #功率因數修正PFC #總諧波失真THD #氮化鎵GaN #超接面super-junction #AirFuel無線充電
【「控制器」是智能電源設計的關鍵】
如何實現智能環保的電源設計？從「提升電源轉換效率」著手、以降低開關損耗 (Switch Loss) 以及因阻抗而生的傳導損耗 (Conduction Loss) 是有效方式。在一般電源供應器將交流電的電壓轉成高壓直流電源的過程中，會因電壓與電流波形相位不一致而導致「相差損耗」(Phase-difference Loss)；若功率因數太低，就會浪費電力。
在此狀況下需要進行功率因數修正 (PFC)。因此，IEC 法規明訂電源供應器大於 75W、照明大於 25W 者，須加裝 PFC 裝置，儘量減少電壓與電流之間的相位差，以提高功率因數與降低電流諧波失真，歐美現已普遍奉行此規定。功率因數 (Power Factor, PF) 與總諧波失真 (Total Harmonic Distortion, THD)，是判斷 PFC 控制器效能的主要指標。
PFC 有主動式和被動式兩種：前者是由電感、金氧半場效電晶體 (MOSFET)、二極體 (Diodes)、電容以及控制 IC 等元件所構成，功率因數可達 0.9 以上，轉換效率較高；後者是以電感元件補償輸入電壓與電流之間的相位差，功率因數僅 0.7 ～ 0.8，但結構簡單、成本低是其優點。PFC 的操作模式又可基於功率等級，分為連續、非連續與臨界導通等三種模式：非連續與臨界導通模式適用小於 300W 的應用，連續模式則適用於 300W 以上的高功率。
當系統處於全載時最須留意的是傳導損耗；要降低 PFC 的傳導損耗，除了降低峰值電流外，還可透過採用低導通 RDS(ON) 電阻值之 MOSFET 達成目的；訴求低功耗的輕載或無載，高頻率開關所產生的切換損耗則是致命傷，可經由 PFC 控制器在輕載時降低切換頻率來實現。若再輔以突波模式 (Burst Mode)、優化待機／休眠／喚醒機制，就能打造最省電的系統。因此，電源設計是否夠智能省電達到低功耗高效率的要求，關鍵就在控制器。
以物聯網 (IoT) 應用為例，「系統及平台主機須永遠不斷線」(always- on)，是節能系統設計最大的挑戰所在。為降低待機狀態的功耗，「智能被動感測」元件是較建議的解決方案；它是類似 e-tag 的被動感測器，平時全然不須耗電，僅在需要時才讀取數據即可。然而，其它感測元件如光學／影像等此類 CMOS 感測器，卻必須「常保清醒」，否則就失去監控的意義；與此同時，運作需不需要採用電池？也是一個重要考量。
此外，要提高電源供應效率及降低損耗，輕載或無載狀態下的「降低損耗」極為關鍵，而「良率」 仍是氮化鎵 (GaN) 大量商用化的門檻；所幸，「超接面」(super- junction) 製程對加速普及貢獻良多。隨著技術的成熟、密度及效率的進步，GaN 市場可望在 2020 年來到價格甜蜜點。至於漸受矚目的無線充電，一開始就採磁共振及電源管理演算法 (PMA) 充電的 AirFuel，其無線通訊功能並非內建在功率模組中，可借助嵌入式調諧器 (tuning) 解決「倍頻」諧波的問題。
延伸閱讀：
《得 Fairchild 一甲子功力灌頂，安森美半導體電源轉換底氣足》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0615/35752.html
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各位先進
小弟想請問一下
光從示波器有辦法看出THD為10%和THD20%的差別嗎?
要怎麼用DSC實現THD的量測?
小弟目前打算用mircochip來實現電表
而輸入電壓電流 頻率 功率 PF都已實現
THD目前是瓶頸
請問各位先進
要如何藉由sense輸入電流來達到THD的量測
謝謝
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人說:你該死!
我說:我不只該死!我是罪該萬死!!!
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