高性能仪器仪表亮相MICONEX等
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高性能仪器仪表亮相MICONEX等

2021-02-23 12:15:01 投稿作者: 点击:

为期3天的第十七届多国仪器仪表学术会议暨展览会(MICONEX)于9月13—16日在京举行,600余家参展商来自20多个国家和地区。本文将介绍在此次中国乃至亚洲最大的仪器仪表及自动化专业展览会上的一些最新的仪器仪表产品。

在国内馆内,北京普源精电科技有限公司(RIGOL)和厦门利利普科技有限公司(LILLIPUT)的层位吸引了很多观众。

RIGOL展台上最抢眼的是DM3000系列数字万用表、DSl000系列混合信号数字示波器和DG3000系列函数/任意波形发生器。

DM3000集6(1/2),位万用表、高速数据采集、自动测量、巡检、多种数学变换和任意传感器测量等功能于一身,最突出的特点就是性价比高。DM3000支持RS-232、USB、LAN和GPIB,以及U盘存储和直接打印。

DSl000带有可选配的16通道的逻辑分析仪,是全球第一款小体积桌面型混合信号示波器(Mixed Signal Oscilloscope),直接针对当前大量的模拟/数字混合系统的测试。

DG3000是国内第一款带有数字信号输出的函数/任意波形发生器,采用了先进的直接数字频率合成技术,其采样率高达300MSa/s,频率分辨率为1μHz,最高输出频率为120MHz,能够满足宽范围的基带和中频信号输出频率的要求。12位的幅度分辨率能够细致和准确地控制输出信号的幅度和偏移,深达1M采样点的内部存储深度可以充分地再现和模拟任何复杂的波形。

面对现场复杂系统,工程师需要稳定、轻便、易读的全面检测工具。LILLIPUT的手持数字存储示波器HDS2062M不但有60MHz带宽和250MS/s实时采样率,还整合了万用表功能。分辨率达320x 240的全彩色液晶屏幕使得波形更易读取,长达6h的电池操作时间足够工程师应对紧迫的工作环境。

美国福禄克公司(Fluke)新推出的Fluke 8845A/8846A精密数字多用表也具有6.5位的分辨率,双显示屏能够以图形或数字格式显示数据。Flukeg845A/8846A具有14种测量功能,且量程更宽。其测量直流电压的不确定度达0.0024%,电压量程为100mV一1000V,分辨能力达100nV:电流量程为100μA~10A,分辨能力达100pA,电阻量程为10Ω—1GΩ,分辨能力达10μΩ。

常规万用表在电源空载下测量不易检查插座的接线,无法发现线路上高阻点造成的电压降,无法带电测量导线阻抗,无法测量交流电压的峰值,也无法现场测量漏电保安器的动作与响应时间。美国理想工业公司(IDEAL)的专利产品SureTest电路分析仪61-164CN能对交流配电网络实现全面测试,并能对故障进行准确分析与定位。SureTest是针对交流低压配电网络快速故障定位而设计的专用测试仪器,具有操作简便,测量精确等特点。对配电网络中导体阻抗和连接部位的接触电阻、线路电压降、零线与接地故障等能提供量化的检测数据。

另一款手持产品也很有特色,美国吉时利仪器公司(Keithley)的3500型便携式射频功率计可用于测量平均射频功率。它不但可用于研发环境,即使在野外应用也能够达到实验室的精度要求。电源技术研讨会落幕诸多看点揭晓行业趋势

姚 琳 王丽英 崔晓楠 李晓延

由《今日电子》杂志、中国电子商会电源专业委员会和北京电源行业协会共同举办的“第五届电源技术专题研讨会暨展示会”和“第二届中国数字电源论坛”历经北京、深圳、上海三地,于9月12日正式落幕。今年的研讨会场次更多,内容更丰富,形式也更加多样。来自德州仪器公司、艾默生网络能源有限公司、泰克科技(中国)有限公司、英飞凌、上海横河国际贸易有限公司、安森美半导体、凌力尔特公司、美国国家半导体、意法半导体、泰科电源、精工技术有限公司、瑞萨科技、飞兆半导体公司、飞利浦半导体、国际整流器公司、上海贝岭、SiliconLaboratories和Zilker Labs公司的技术专家、应用工程师和产品经理们为听众奉献了近30场精彩的演讲。在9月6日开幕当天,《今日电子》杂志还公布了2006TOP-10DC-DC产品的评选结果,分别来自德州仪器公司、艾默生网络能源有限公司、飞兆半导体公司、英飞凌、国际整流器公司、凌力尔特公司、美国国家半导体、安森美半导体、意法半导体、泰科电源的10款产品获此殊荣。

有这么多半导体大厂参加此次研讨会,一方面说明电源市场为众多商家所TOP-10 DC-DC颁奖典礼看好,另一方面也说明电源技术已经比较成熟,各家都有自己的解决方案,各有各的市场侧重点。

节能降耗是主题

德州仪器公司的朱先生介绍了如何用德州仪器(TI)的电源模块来设计低成本高效率的解决方案。通过比较成本、效率和尺寸,可以看出,相较全部使用隔离模块和使用一个调制的中间总线电压转换器(IBC)加POL这两种架构,使用一个开环隔离模块加POL的架构的综合性能最优。 由于兼有TurboTran技术、智能同步、高调节率、高功率密度、宽电压输入和上电时序控制等特性,TI的第二代电源模块T2能降低系统的成本并节省电路板空间。

艾默生网络能源有限公司的李卫东总工向听众介绍了效率高达97%的BUS电源(IBA)的开发。ABQ600的其设计方案主要包括.主电路拓扑采用推挽电路、副边采用同步整流、输出无滤波电感、固定50%占空比和采用开关管可实现零电压开通(ZVS)和零电流开通(ZCS)的电路。在器件方面,采用了低损耗磁性器件、低导通电阻、低Qg功率开关器件、CT采样和厚铜PCB。在工艺方面,考虑了电路布局的对称性、发热的均匀性和散热的高效性。

美国国家半导体公司的应用工程师赵般多、梁俊锋和胡小巨分别在三地的会场做了同样题目的演讲,他们的演讲题目是采用半桥结构设计的高功率密度DC/DC电源转换器。半桥结构的优点是变压器可以在B-H滞环的两个象限内操作,可提高变压器的使用率,从而缩小其体积,其初级MOSFET额定电压要求很低,加上可以充分利用变压器磁芯,可提供极高的有效占空比。LM5035是半桥控制器/驱动器二合一芯片,具有高效率和丰富的功能。

飞兆半导体的报告始终没有离开节能这个中心思想,此次所介绍的马达驱动方案就是以提高白色家电的效率为最终目的的。高级技术经理张三岭指出,现在的逆变器都要集成PFC控制器、功率开关和DSP,以符合交流化、高频化和数字化的要求。SPM(智能功率)模块就是根据这种要求所开发的,大部

分都集成了6个IGBT和FRD(快速恢复二极管),带保护电路的栅极驱动器和测温用的热电阻。

瑞萨科技混合信号业务部的首席工程师Hitoshi lshikawa对瑞萨的电源产品做了全景式的报告,涵盖了瑞萨公司在电源方面的业务全貌。在便携、PC和白色家电三个方面,其都有相应的电源产品。具体的产品类型则包括了通用DC/DC、电池充电器和电池管理器。在制造工艺上,瑞萨在高电压和高密度方面有BiC-DMOS工艺,在平衡成本性能方面有HV-CMOS工艺。封装方面,则有VFBGA-85、PVLGA-49和HWQFN-24三种技术。从技术的角度来看,数字控制和多功能是主要方向。瑞萨的负载点产品采用了CR反馈(迟滞电流)模式,可实现快速响应。另外,DC/DC是电源产品的中坚,瑞萨在此方面的发展目标就是集成更多的外部元件,以进一步提高输出效率。

国际整流器公司的高级应用工程师陈岳武的演讲题目是“使用IR智能同步整流IC(SmartRectifier)提高反驰式电源产品效率”。陈岳武表示,全新的同步整流控制SmartRectifier的优点包括:设计简单、高效率,低静态电流降低了待机功耗,实现“1W待机模式”,强大的栅极驱动可驱动快速SR FET,以实现更高的效率,带内部钳位电路的栅极驱动可驱动FET至最低的导通电阻,进一步提高效率:可以直接从输出供电,降低了系统成本;使用标准或逻辑水平的FET,提高设计适应性,更快的原型建造和更快的上市周期。

安森美半导体的演讲分两个题目,分别是低功率多路输出次级控制器和多相控制器的演变。电源产品高级工程师于辉做了题为低功率多路输出次级控制器的演讲,介绍了多路输出反激电源的概念及其特点,并介绍了一种带后稳压的替代解决方案——NCP4326次级端控制器。电源管理产品市场营销经理陈筠仪介绍了多相控制器的演变。她指出,安森美半导体的双边缘架构结合了Trailing边缘调制和前沿调制的优点,同时避免了两者的缺点。NCP5381就采用了这种新的双缘架构,使所有三相同时响应瞬变事件,还可以减少所需的电容数量,从而节约成本。

泰科电子的柯忠伟先生分三类介绍了电源设计应用及工具,对应用工程师很有帮助。第一类是电源系统设计和模块选择,它基于网站,交互性好,为选择DC/DC模块提供了优化的方案;第二类是电子设计工具,包括输入滤波、输出电压设计和调整,以及动态和稳定性分析,第三类是热设计工具和应用。

消费电子是热点

凌力尔特公司的演讲题目是面向便携式应用的LED和LED驱动器。应用技术工程师支世锋、李云龙和刘松在三个会场做了精彩的演讲。常用的LED驱动器类型有充电泵LED驱动器、降压—升压型、升压型、降压型LED驱动器,这些架构各有自己的优缺点。凌力尔特公司提供了众多不同的高性能LED驱动器,如LT3491是一款升压型驱动器,它通过提供高端LED电流控制并增设一个内部肖特基二极管和一个高电压开关进一步提升了串联拓扑结构的优势。LTC3207是一款高集成度多显示屏LED驱动器,它基于多模式充电泵型架构,可为多达12个LED和1个高电流相机LED提供功率和电流控制。

精工科技的应用工程师卢维介绍的主要是面向便携媒体终端(PMP)的电源芯片。精工电子的多款DC/DC变换器就是针对这个市场开发的,其主要的特点是低功耗和封装微型化。特别要提的就是这个封装技术,比如在精工的电源芯片中普遍应用的SNT封装,其厚度就只有0.5mm,与以往的封装相比,可大幅减少安装面积,有助于实现高密度安装。而且,他们还在开发后续的WLP和CSP封装技术。

飞利浦公司是以家电起家的公司,所以他们的电源方案也是以服务家电为主的。应用工程师刘晟介绍了如何在液晶电视中使用飞利浦的GreenChip系列产品。GreenChip系列产品具备以下特点:准谐振、效率可大于90%,宽电压范围(70~276Vac);最大输出250W,待机降频工作等。

意法半导体的应用工程师刑现峰的演讲题目是面向便携应用的可编程锂离子电池充电系统。他介绍说,电池充电器芯片L6924D不仅可工作在线性充电模式和准脉冲充电模式下,而且与充电系统相关的所有关键参数都可以编程,从而能用于从低成本到高度复杂性的各种便携应用。

英飞凌科技以高质量的存储器、MCU产品、智能卡芯片而著称,其电源产品线也很宽。英飞凌科技的胡先生介绍了该公司的专用于DVD等消费电子产品的CoolSET集成ICICE3A1065LJ。ICE3A1065LJ采用有源突发模式,可降低待机功耗,软的门驱动可以达到更高的EMI性能,延时补偿可以实现良好的电源控制,在出现严重故障时可以实行闭锁保护,对常见的故障可进行自动软重启保护。

上海贝岭股份有线公司的颜重光先生则以“便携产品电源芯片的应用技术”为题,着重阐述了设计电源过程中的心得体会。他以自己多年的经验,分析了如何根据应用的特点,选择和使用这些电源产品。

数字电源论坛又添新面孔

继成功举办第一届数字电源论坛之后,第二届中国数字电源论坛的规模又扩大了,来自德州仪器、SiliconLaboratories、Zilker Labs的专家为听众奉献了三场精彩的演讲。

德州仪器公司的产品经理谭徽着重介绍了如何利用TMS320C2000系列数字信号控制器开发数字电源。谭徽指出,要实现高精度的PWM控制,需要对每个PWM周期划分得更细,这样就可以进行更精确的控制,这就对控制器的计算能力提出了挑战。C2000系列控制器具有DSP内核,可提供数字电源所需的高处理能力。设计数字电源就必然要用到软件,软件的模块化、效率、可重用是非常重要的,并且要易于调试和使用。

Silicon Laboratories的应用工程师彭志昌介绍了开关电源原边数字控制系统的嵌入式高速隔离器件。传统的隔离技术在稳定性、传输速率、设计复杂度和成本方面难以做到两全。Silicon Laboratories公司的解决办法是采用数字射频隔离技术,通过RF的调制解调来传送数据,避免了其他隔离方式的缺点,最大数据传输速率可达150Mb/s,具有4个隔离通道,提供基本的和增强型的保护功能。

Zilker Labs公司的应用工程师付应红也发表了对数字电源的看法。他认为,采用数字电源解决方案的最大的好处是可以用同样的器件开发不同的应用,甚至不用对硬件做出更改。对用户来说,使用数字电源的好处就是拥有成本降低了。Zilker Labs还提供在线设计工具和参考设计,使客户的开发时间最小化。

展示新一代电源测试方案

开关电源的发展日新月异,其效率和功率密度越来越高,工程师在设计中也会面临很多挑战。例如,如何提高效率和可靠性,如何找到简便易用又可靠的工具等。

泰克科技(中国)有限公司的焦保春、曾志和陈迎雨经理介绍了能够提升开关电源系统效率的测试工具。泰克公司的测试测量工具包括DP04000/7000示波器、差分探头、电流探头、时间偏移校正夹具和DPOPWR功率测量和分析应用软件,它们能够测量SOA并找到最大功率点,从而提升开关电源的可靠性。TPS2000系列全内置示波器能解决安全测量的问题,它具有4个完全隔离的通道,8小时连续电池供电,能够从实验室到现场全面提升测试效率。

上海横河国际贸易有限公司的何学农介绍了如何利用横河示波器设计高效率的电源。横河的解决方案主要是DL系列数字示波器、PZ4000功率分析仪和WT系列功率计。横河的功率计可进行效率测定、机器的静特性评价、数值表示和输出。何学农指出,电源测量的另一个难题是功率因数的测量。采用横河的功率计,能够精确地计算出真实的功率因数,还可以进行细致的谐波分析。PZ4000的带宽为DC—2MHz,WT1600的带宽为DC~1MHz,具有足够的存储深度和分析能力,可满足绝大多数谐波测试的需求。

通过此次电源技术专题研讨会,我们发现,已经发展了数十年的电源技术依然在不断创新,各个厂商均通过自己的特色技术,不断开发出效率更高、体积更小、功能更丰富、功率密度更高、系统成本更低的产品,为迅速发展的电子行业提供源源不断的动力。

注:“本文中所涉及注解、公式、表格等请以PDF格式阅读原文。”

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