上海雷卯电子：10V交流电源浪涌保护方案

Release time：2024-06-12
author：AMEYA360
source：雷卯电子
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　　方案优点：用于满足110V交流电源接口的浪涌保护，根据电源所处环境选择不同级别的保护器件，满足IEC61000-4-5 4KV~8KV不同级别的测试。

上海雷卯电子：10V交流电源浪涌保护方案

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上海雷卯电子：近场通信NFC接口防静电ESD
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上海雷卯电子：近场通信NFC接口防静电ESD

　　上海雷卯EMC小哥针对NFC接口静电保护，推出了ESD器件和保护方案：ULC1811CDN 满足18V的低容参数需求，而且VC箝位电压低，电容超低，可保护NFC接口天线的有效使用。　　近场通信(Near Field Communication，NFC)是一种短距离无线通信技术，通过将两个设备的NFC芯片靠近，实现数据的传输和共享。NFC技术基于射频识别(RFID)技术，运行在13.56MHz的无线频段。NFC设备通常包括两种模式：卡模式和读写模式。在卡模式下，NFC设备可以作为一个被动的卡片，用于支付、门禁控制、公交卡等应用。在读写模式下，NFC设备可以主动读取或写入其他NFC设备中的数据。NFC技术的特点：短距离通信、快速传输、简便易用、兼容性广泛。　　1. NFC设备接口的特点　　NFC设备接口通常工作在低电压和高频率的环境下，因此，选择合适的TVS/ESD二极管需要考虑以下几个因素：　　1、低电压响应：选择具有低电压响应特性的TVS/ESD二极管，以确保在低电压下也能起到保护作用。　　2、快速响应时间：选择具有快速响应时间的TVS/ESD二极管，以能够迅速抑制瞬态过电压和静电放电。　　3、低电容：选择具有低电容的TVS/ESD二极管，以避免对NFC信号的干扰。　　2.注意TVS/ESD二极管的安装和布局　　为了确保TVS/ESD二极管发挥最佳的保护作用，需要注意以下几点：　　· 尽量靠近NFC设备接口的位置安装TVS/ESD二极管，以最大程度地减少静电放电和过电压对设备接口的影响。　　· 使用封装良好的二极管，以防止外部环境对其造成损害。　　· 采用合适的布局，确保电路的地线和信号线布线合理。
2025-07-23 11:01 reading：222
雷卯电子：三级浪涌防护及退耦设计
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雷卯电子：三级浪涌防护及退耦设计

　　浪涌(surge)也叫突波、瞬变(voltagetransient)，是电路短路、电源切换或大型发动机开关机引起的电流瞬间超出稳定值峰值的突发现象，一般指发生在几百万分之一秒时间内的一种尖峰脉冲，通常包括浪涌电压和浪涌电流。　　浪涌防护原理　　浪涌的危害性非常大，可使电路瞬间烧坏，而浪涌保护就是利用线性元器件对高频(浪涌)的敏感设计的保护电路，简单而常用的是并联大小电容和串联电感。对于商用设备，一般通过含有浪涌阻绝装置的产品吸收突发的尖峰能量，保护连接设备免受浪涌损害。　　在电路设计中，一般遵循“多级防护、逐级削减”的原则，组合使用多种保护元器件方案，实现系统级、高可靠的浪涌防护。　　第一级保护　　大多数防护电路中，第一级是最容易引入雷电等尖峰的端口。　　对于建筑物进线口、AC电源输入端口等应用，这些场合选取气体放电管等大通流保护器件，如GDT、SPG、TSS、信号类防雷模块(SPD)等。在直流电路可以适用高灭弧电压的GDT，类似雷卯电子的2R350-8LH,可以用于DC24V的直接跨接，　　浪涌两级保护方案　　对于电源端口场合，第一级防护一般选用能够承受较高电压或较大电流的箝位型大通流保护器件。若在电源端口选用开关型保护器件，过电压时开关型器件导通后电压较低，本身影响系统的供电电压，另一方面系统电压有可能会维持一直处于导通状态不能正常断开，系统长时间通过较大的电流(如A级电流)可能对电路板造成致命伤害，甚至引起火灾。　　MOV加GDT保护方案　　针对电源端口第一级箝位型过电压保护器件，一般选取金属氧化物压敏电阻(MOV)、超大功率TVS(hyperfix)，或由这几种器件组合而成的防雷模块(SPD)等。当然，低速信号端口也可选择箝位型器件进行第一级防护，但前提是箝位型器件的结电容不能影响通信线路的正常通信。　　第二级保护　　第二级防护与第一级防护类似，一般选用反应速度快箝位电压低的TVS、ESD等。　　在第二级，过于突出的尖峰脉冲已经被第一级削掉，只剩下小于第一级阈值的干扰信号、EMI以及二次产生的噪声。其中，ESD专为门防静电元件，由多个二极管或TVS组合而成，适用于高速数据线路ESD防护，如HDMI、USB3.0、IEEE1394等。　　退耦元器件　　退耦元件具有一定阻抗，作用是保证两级过电压保护器件协同工作。由于第一级防护器件与第二级防护器件采用的过电压保护器件种类不同，击穿电压大小不同，响应时间不同，只好通过退耦元件进行匹配。　　设计中，第二级过电压保护器件一般采用响应速度较快的小通流低压器件，浪涌电压冲击时会先导通，退耦器件具有一定的内阻，经过大浪涌电流时，会将退耦元件之前的电压提高到第一级过电压元件的击穿电压之上，第一级元件导通后可泄放大浪涌电流，从而分担了第二级保护器件的压力。如果两级过电压保护器件之间不加退耦器件，这样第二级保护器件就会一直处于先导通状态，当浪涌电流超过第二级元器件能力时便会使其损坏。　　选择退耦器件时，要根据线路的工作电流大小来选取，如一些信号电路工作电流较小，在保证其正常通信的情况下可选取功率型电阻或自恢复保险丝(PPTC)，退耦电阻一般选取10Ω以内。从浪涌防护角度看，退耦电阻越大越好，但也不能太大，否则会影响线路正常工作电流，需要工程师在电路设计时综合考虑。　　对于一些输入电流较大的低频线路，可选用电感来进行退耦，电感阻抗的计算公式为Z=2πfL，当确定好退耦阻抗值后，可从公式中计算出所用电感的大小。　　单TVS防护方案　　在类似5G基站的防雷设计电路上，对电力的VC箝位电压要求非常高，也可以采用单TVS的保护方案，使用的是雷卯电子的AK系列TVS，类似AK10 AK15 防护10KA级别的TVS，这类方案的特点是残压很低。　　上面只是一些基本思路，实际应用中要根据每种电路保护元件的特点，取长补短搭配选用，这样才能获得高性价比的电路保护方案，为用户提供高可靠、高性能的电子电子产品，在激烈的市场竞争中获得先机。
2025-07-21 17:09 reading：226
上海雷卯电子：智能机器人里的MOSFET选型要求
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上海雷卯电子：智能机器人里的MOSFET选型要求

　　具身智能机器人，通常由多个子系统组成，而 MOSFET 作为关键的功率开关器件，在多个子系统中扮演着核心角色。下面我们来拆解一下：　　一、 具身智能机器人的主要组成部分　　1、主控制器/计算单元：　　机器人的“大脑”。通常是高性能处理器(如CPU、GPU、NPU)组成的计算平台，运行操作系统、AI算法、路径规划、决策控制等。　　2、感知系统：　　机器人的“感官”。　　传感器：摄像头(视觉)、激光雷达/超声波雷达(测距、建图)、IMU(惯性测量单元，姿态)、编码器(电机位置/速度)、力/力矩传感器、麦克风(声音)、触摸传感器等。　　传感器接口与处理电路： 负责采集、滤波、放大、模数转换传感器信号。　　3、运动系统：　　机器人的“肢体”。　　执行器：最核心的是电机(直流有刷电机、直流无刷电机、步进电机、伺服电机)。还可能包括液压/气动执行器(在工业机器人或大型机器人中更常见)。　　驱动器/功率放大器： 将控制信号(来自主控制器)转换成驱动执行器所需的大电流/大电压功率信号。这是MOSFET应用最密集的地方。　　机械结构： 关节、连杆、齿轮箱、轮子/履带等。　　4、电源管理系统：　　电池： 通常是锂离子/锂聚合物电池组。　　充电管理电路：控制电池充电过程。　　电压转换模块： 将电池电压转换成系统各部分(主控、传感器、驱动器等)所需的不同电压等级(如12V, 5V, 3.3V, 1.8V等)。DC-DC转换器大量使用MOSFET。　　电源分配与保护： 开关控制各路电源通断，过压/过流/欠压保护。　　5、通信系统：　　内部通信总线： CAN, I2C, SPI, UART, Ethernet等，连接主控与各子系统。　　外部通信： Wi-Fi, 蓝牙, 4G/5G, 以太网等，用于与云端、其他设备或用户交互。　　人机交互：显示屏、扬声器、指示灯、触摸屏、语音交互模块等。　　软件与算法：操作系统、驱动程序、感知算法(SLAM、目标检测识别)、导航规划算法、运动控制算法、决策AI、应用程序等。　　二、MOSFET在智能机器人中的应用及选型要点　　MOSFET在智能机器人的核心作用是在各种电路中作为高效、快速、可控的电子开关或放大器，用于功率控制和转换。　　1、电机驱动(运动系统-驱动器)　　(1)MOSFET应用　　H桥驱动电路(有刷直流电机)：由4个MOSFET组成全桥或半桥电路，或者用上海雷卯两颗合封(N+P)MOSFET精确控制MOSFET的开通和关断，可以控制电机的方向、速度(通过PWM脉宽调制)和启停。开关损耗和导通损耗是关键。N+P合封MOSM,驱动简单，电路尺寸更小。下图为合封。　　三相逆变器(无刷直流电机/永磁同步电机)：由6个MOSFET(每相上桥臂和下桥臂各一个)组成三相全桥逆变电路，或三颗合封MOSFET，通过精确控制MOSFET的开关时序(通常采用空间矢量脉宽调制SVPWM)，产生旋转磁场驱动电机。要求开关频率高、开关速度快、损耗低。　　(2)常用MOSFET类型：　　功率MOSFET： 这是最主要的应用。根据电机功率(电压、电流)选择合适规格的N沟道增强型MOSFET。　　低导通电阻MOSFET：至关重要!导通电阻直接决定导通损耗和发热。常用 Trench MOSFET 或 Super Junction MOSFET 技术实现低 Rds(on)。　　快速开关MOSFET：高开关频率可提高控制精度和效率，降低电机噪声(人耳可闻噪声)。需要低栅极电荷和米勒电容。　　集成模块：为简化设计、提高功率密度和可靠性，常使用将MOSFET、栅极驱动、保护电路集成在一起的 IPM 或 PIM。　　(3)选型关键参数：　　额定电压、额定电流、导通电阻、栅极电荷、开关速度、热阻、封装。　　上海雷卯有多种型号MOSFET适合用于智能机器人电机驱动。　　2、电源管理系统　　(1)MOSFET在电源管理系统应用　　同步整流：DC-DC转换器 (降压/升压/升降压)　　电池保护板：MOSFET串联在电池组充放电回路中，作为开关。当检测到过充、过放、过流或短路时，关断MOSFET 以切断回路，保护电池安全。要求导通电阻极低(减小压降损耗)、开关速度适中、可靠性极高。　　负载开关：控制子系统电源的通断(如关闭未使用的传感器模块以省电)。MOSFET作为受控开关串联在电源路径上。要求导通电阻低、关断漏电流小。　　(2)电源管理常用MOSFET类型　　功率MOSFET：用于DC-DC主开关和同步整流开关。同样追求低 Rds(on) 和高开关速度。　　低导通电阻 MOSFET：在同步整流和负载开关中至关重要。　　专用电池保护MOSFET：通常为N沟道，具有极低的导通电阻和适合保护板应用的封装。　　小信号MOSFET：可能用于控制逻辑或辅助电源开关。　　(3)选型关键参数　　额定电压、额定电流、导通电阻、栅极电荷、开关速度(对于开关管)、体二极管特性(对于同步整流)、关断漏电流(对于负载开关)。　　3、传感器接口与执行器控制　　(1)作用　　高功率传感器/执行器驱动： 某些特殊传感器(如大功率激光发射管)或执行器(如电磁阀、大功率LED灯)可能需要MOSFET作为开关来控制其供电。　　脉冲信号放大： 在驱动某些需要较大电流脉冲的传感器(如超声波发射器)时，可能用到MOSFET进行功率放大。　　(2)常用MOSFET类型：　　中小功率MOSFET： 通常对开关速度要求不如电机驱动那么高，更关注导通电阻和成本。　　逻辑电平MOSFET：方便由微控制器GPIO直接驱动。比如说2N2007。　　(3)选型关键参数：　　额定电压、额定电流、导通电阻、栅极阈值电压。　　综上所述: MOSFET在智能机器人中的核心战场是电机驱动和电源管理(特别是DC-DC转换器中的同步整流)。
2025-07-16 17:36 reading：249
上海雷卯电子：无刷电机的驱动MOSFET
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上海雷卯电子：无刷电机的驱动MOSFET

　　当无叶风扇送出柔风时，内部13万转无刷电机正被MOSFET精准驱动;扫地机钻进7cm缝隙，7组电机协同完成毫米级贴边清扫;电动牙刷以31,000次/分钟振动清洁齿缝，筋膜枪在50μs内响应力度调节，而高空作业无人机正用高压水刷洗摩天幕墙——这些看似平常的设备，背后都藏着无刷电机+电子驱动的精密控制系统。　　二、无刷电机驱动 N+P型合封MOS应用原理框图　　上海雷卯EMC小哥列出无刷电机框图如上。无刷电机系统主要由MCU, DRIVER和功率开关管(MOS)组成，其中功率开关管是三颗N+P型合封MOS管(Q1，Q2和Q3)，控制直流电机的方向和转速。采用N+P型合封MOS管相比于适用六颗NMOS管的系统，驱动简单，电路尺寸更小，性能稳定，成本低。　　N+P型MOS应用 - PCBA　　合封N+P型MOS 极大节省了板面空间。　　三、N+P型MOS介绍　　N+P型(Complementary)MOSFET产品，是以高、低边配置将N沟道与P沟道 MOSFET集成至单个封装中，极大程度上优化了产品封装结构。该类Complementary MOSFET产品不仅能够提高设计人员的设计效率，同时也能优化系统结构，提供成本更低且更加可靠的解决方案。　　该类产品广泛应用于DC-DC转换、电机控制以及电池管理系统等　　上海雷卯N+P型合封MOS主要封装有以下几种：　　N+P型MOSFET产品封装外形主要有：SOT23-6L、PDFN3.3*3.3、PDFN5*6、SOP-8、TO-252-4L等紧凑型封装形式。　　列出部分上海雷卯N+P合封MOS 型号用于无刷电机　　Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD，TVS，TSS，GDT，MOV，MOSFET，Zener，电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-06-09 11:09 reading：445
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