<strong><font color="#FF0000">作者：德州仪器Kaitlyn Mazzarella</font> </strong>

RS-485收发器设计旨在应对恶劣的工作环境。除了能够适应嘈杂的工厂环境外，RS-485收发器还可以在户外环境中稳定运行，抵御雷击等导致的电压浪涌对通信的干扰。

那么，您如何确信您的RS-485收发器能够应对高电压浪涌事件？

为帮助工程师确定系统的浪涌保护等级，国际电工委员会设立了IEC 61000-4-5浪涌标准。IEC 61000-4-5标准对户外通信应用至关重要，如远端射频单元、空调单元和互联网协议（IP）监控摄像头。

DC/DC转换器除了理所当然向电路供给电源外，确保电路安全也很重要。近年，DC/DC转换器用的IC几乎都搭载了被认为必备的保护功能。有些保护功能可以由用户调整阈值等支持各种条件。此外，电源电路要支持使用CPU或FPGA等的复合电源的装置对电源接入的顺序和时序需求。为此，具备可编程功能的电源IC。虽然外置电路也可以实现IC所搭载的保护功能或可编程功能，但其设计比电源IC要复杂得多，且需要增加许多零件，并不可行。在这里，介绍代表性保护功能和可编程功能的概述。

<strong>保护功能：热关断</strong>

热关断是IC的结温达最大额定，就是Tj max的前后时关断电路工作的构造。工作的结温因IC而异，大多被设定在Tj max的前后。关断后的工作模式有自动恢复型和闭锁型2种。

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<strong>等效驱动电路：</strong>

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L为PCB走线电感，根据他人经验其值为直走线1nH/mm，考虑其他走线因素，取L=Length+10（nH），其中Length单位取mm。

Rg为栅极驱动电阻，设驱动信号为12V峰值的方波。

<strong><font color="#FF0000">作者：德州仪器Keegan Garcia</font> </strong>

通过毫米波传感器在边缘进行智能处理可以减少发送到中央服务器的数据量，增加传感器本身的决策量。

物联网（IoT）推动建筑和家庭系统中更多设备和传感器连接网络：根据Gartner的估计，在2017年物联网覆盖的设备数量已达80亿。

但随着连接到云的传感器数量日益增加，对网络带宽、远程存储和数据处理的系统要求也迅速提高。边缘处的智能处理可以减少发送到中央服务器的数据量，增加传感器本身的决策量。这可以在提升系统可靠性的同时，减少决策延迟和网络成本；如果服务器关闭，您最不愿意看到的就是传感器无法检测物体和做出决策！

<strong><font color="#FF0000">Charles Frick ADI公司</font></strong>

随着成本的上升和客户对小型长射程产品需求的增长，像其他工程领域一样，成本快速成为弹药系统的制约因素。为了有效地驱动和控制飞行中的这些弹药，人们通过一个小型控制驱动系统(CAS)进行小的精密调节，以确定鳍片位置并调节弹体上的气流。传统上，这些系统要么采用气动装置，要么通过带齿轮箱的有刷直流电机驱动，但包括无刷直流电机BLDC)在内的电机驱动器的现代化进步，使得设计更小、更轻、更便宜、更高效的控制驱动系统成为可能。但其代价是会增加系统的复杂性，因为要驱动无刷直流电机的三个相位。

根据不同的设备状况，本文只适用部分PCB厂商 ，打板请与板厂沟通工艺

<strong>一．焊盘重叠</strong>

焊盘（除表面贴装焊盘外）的重叠，也就是孔的重叠放置，在钻孔时会因为在一处多钻孔导致断钻头、导线损伤。

<strong>二．图形层的滥用</strong>

违反常规设计，如元件面设计在bottom层，焊接面设计在TOP，造成文件编辑时正反面错误导致产品报废。

PCB板内若有需铣的槽，要用keep out层 或board layer层画出，不应用其它层面或用焊盘填充，避免误铣或漏铣

双面板如有不需金属化的孔，应另外说明。

<strong>三．异型孔</strong>

最初已经说明开关稳压器的反馈（feedback）控制方式有电压模式、电流模式、迟滞控制等3种。开关稳压器也与线性稳压器同样通过反馈电路进行稳定化。在这里，加以详细说明。由于各有优点和缺点，因此该选择何种方式必须考虑平衡点。

<strong>电压模式</strong>

电压模式控制是最基本的方式。透过反馈环路只反馈输出电压。通过以误差放大器和基准电压做比较后所差距的电压再进一步与三角波做比较，决定PWM讯号的脉冲宽度来控制输出电压。此方式的优点在于纯电压的反馈环路可进行较简单的控制、可缩短ON时间、抗噪好。其缺点是，相位补偿电路复杂可能使设计变麻烦。

<strong>为什么要在意电源系统的信号完整性？</strong>

随着人工智能、物联网、VR/AR等技术的发展，相应的硬件技术也在日新月异。芯片的集成度也越来越高，内部的晶体管数量也越来越多。但是芯片的外片管脚是有限的，只能依靠内外部有限的供电管脚为内部数以亿计的晶体管供电。对于内部各个晶体管的操作通常由内核时钟及片内外设时钟来同步的，由于内部延时的原因，更晶体管的转换状态是不可能一致的。这就会导致电源噪声在系统内部相互传递。

除了影响芯片内部的正常工作状态，他还会对晶振、PLL、DLL的抖动特性及AD/DA转换电路的精度产生影响。

电子电路一般都需要一个即使在负载电流发生瞬变时，输出电压也能维持在特定容差范围内的电压源，以确保电路的正常工作。设计工程师必须在理解瞬态响应原理的基础上，利用正确的设计思路才能以较低的成本改善电源的瞬态响应性能。

瞬态定义为“仅维持一段短暂时间的事物"。但是，随着微处理器工作速度和电流需求量的提高，当负载电流发生瞬态变化时，稳压器在指定范围内保持输出电压的能力成为一个广泛存在的困扰。典型CPU芯片的电源规范要求，即使负载电流在几百纳秒内发生20或30A的变化，供电电压仍然要保持稳定，要实现这个性能指标绝非易事。

瞬态响应可能是电子电压调节里最难理解的概念之一。在过去曾有一个曾经有人做出一个完全错误的陈述：“我们新推出的稳压器速度之快甚至可以使你不再需要电容。”事实相反，当负载瞬变时(不管这个稳压器有多快)，你始终需要电容。

<strong><font color="#FF0000">Tony Armstrong 电源产品营销总监ADI公司</font> </strong>

我们准备好迎接自动驾驶汽车了吗？这是我最近一直在问自己的问题，也许您也有同样的疑问！当然，就我而言，自从我十几岁的女儿开始学开车以来，我多少有点出于自身利益的考虑。在她上完第一节课后，我问她怎么样，她的回答让我有点惊讶。看起来驾车本身并不怎么让她担心，反而是她周围的驾车者令她不安。她抱怨他们总是太靠近她的后保险杠，他们从来不使用转向信号指示灯，而且他们为了变道出去，会出其不意地在她车前切进来。这些抱怨很合理，以我自己在北加利福尼亚州道路上的经历，我感同身受。

在实际电路设计中我们会采用以下几种方法的一种或几种来进行静电保护：

<strong>1、雪崩二极管来进行静电保护</strong>

这也是设计中经常用到的一种方法，典型做法就是在关键信号线并联一雪崩二极管到地。

该法是利用雪崩二极管快速响应并且具有稳定钳位的能力，可以在较短的时间内消耗聚集的高电压进而保护电路板。

<strong>2、使用高压电容进行电路保护</strong>

该做法通常将耐压至少为1.5KV的陶瓷电容放置在I/O连接器或者关键信号的位置，同时连接线尽可能的短，以便减小连接线的感抗。若采用了耐压低的电容，会引起电容的损坏而失去保护的作用。

<strong>3、采用铁氧磁珠进行电路保护</strong>

今天推荐的视频将演示由SAM L11 MCU实现的可信执行环境。SAM L11的设计初衷是实现芯片级的强大安全性和Arm® TrustZone®技术，从而防止软件和物理攻击。可信执行环境演示实现了这些安全功能。

<strong>开关稳压器</strong>

近年来，开关稳压器由于其功率转换效率高或转换可调性而被许多设备所利用，成为电源的主流。过去，一说到开关电源便想到购买模块或单元等成品，近年来，则可提供多种多样的开关电源用IC，使设计者得以致力于电路基板上编入开关电源的on-board设计。但同时，与线性稳压器不同的开关电源电路所拥有的各种探讨事项将成为设计者的一大课题也是不争的事实。

本项将以降压型开关稳压器为题材来说明其工作或功能等基础。

<strong>开关稳压器的种类</strong>

开始电源设计时，如果大概的规格已定，其次便是进入选择开关稳压器或线性稳压器的作业。为满足要求规格虽然有的情况必须选择其一，不过两者皆可的例子也不少。此时，须以各自的特征和优缺点为主进行探讨。图29为开关稳压器的优点和缺点，而图30则试着与线性稳压器做总比较。

最大的优点，是可以自由转换。虽然降压最常被利用，不过也可从电池等低电压升压、使其从正电压反转来制作负电压、或3.3V般输入跨越输出电压时也可从锂离子二次电池（例：4.2V～2.8V）升压。

其次，是效率高。虽然也视种类而定，不过最大效率可达95%左右。但是，开关稳压器的效率因负载电流的大小而变。基本上，负载电流变小时效率会大幅度下滑。对此，近年待机功耗降低要求日趋严格，成了开关稳压器的课题。

前项中已经说明开关稳压器可以进行等降压、升堥、升降压、反转等转换，现在接着以最广泛利用的降压型开关稳压器为例说明工作原理。

图31是降压DC/DC转换的概略电路，是借着开关将DC电压VIN做时间分割后以电感和电容器使其平滑化来转换成所希望的DC电压。

DC/DC转换器的非绝缘型降压开关稳压器有前项所说明的异步整流（二极管）式和同步整流式。异步整流式是较早被使用的方式，就开关稳压器而言电路简单但效率却超过80％左右。其后，笔记本电脑等电池驱动且需要较大功率的应用开始要求更高效率，于是可获得高效率的同步整流式开关稳压器用IC被陆续开发，控制或电路极为复杂的同步整流式变得容易设计，逐渐成为主流。同步整流式最大可以获得近95%的效率。

图39和40是两种方式的电路概述和工作。

前项已经说明，同步式在轻负载时效率会因反向电流而降低。相信大家都希望难得效率高的同步式在轻负载时也能有高效率。尤其是最近，降低待机功耗已成为一大趋势。最轻负载时也即供电中电路处于关断状态的时。如果电源也能关断的话再好不过，只是必须持续给予微小功率，而此时效率低也是一大问题。

<strong>不连续模式的增加</strong>

同步整流式轻负载时效率改善的方法之一为轻负载时增加以不连续模式工作的功能。想法非常简单，也就是检测出电感电流下降至零附近后将下侧晶体管设为OFF使其不发生逆流（图43）。

1.MCU有串口外设的话，在加上电平转换芯片，如MAX232,SP3485就是RS232和RS485接口了。

2.RS485采用差分信号负逻辑，+2~+6V表示0，-6~-2表示1。有两线制和四线制两种接线，四线制是全双工通讯方式，两线制是半双工通讯方式。在RS485一般采用主从通讯方式，即一个主机带多个从机。

3.Modbus是一种协议标准，可以支持多种电气接口，如RS232，RS485，也可以在各种介质上传输，如双绞线，光纤，无线。

4.很多MCU的串口都开始自带FIFO，收发FIFO主要是为了解决串口收发中断过于频繁而导致CPU的效率不高的问题。如果没有FIFO，则没收发一个数据都要中断处理一次，有了FIFO，可以在连续收发若干个数据(根据FIFO的深度而定)后才产生一次中断去处理数据，大大提高效率。

得益于高级驾驶辅助系统(ADAS)，汽车驾驶正在变得越来越安全。这些系统中的摄像机与传感器、成熟算法和微处理器相结合，可以在发现道路上的障碍物时提醒驾驶员、必要时帮助制动、指示盲区等。为确保正确工作，ADAS应用要求供电电源符合特定精度以及负载瞬态响应的要求本文探讨确保汽车电池电压正确调节所需的条件，以便为恶劣环境下的ADAS摄像机、传感器和处理器有效的供电。

<strong>确保安全驾驶</strong>

ADAS等应用正在推动车载处理能力不断提升，以运行先进的算法来引导驾驶员更加安全的行驶。当然，随着处理能力越来越强大，为了符合系统性能目标，就需要对电源进行更好的管理。然而，鉴于汽车噪杂的工作环境、多个电子子系统，功率限制条件下的综合平衡电源需求就面临严峻的挑战。