Recent Technical Articles
  • EMI 簡介:標準、成因和緩解技術

    工業、汽車與個人運算應用中的電子系統愈發密集且互相連接。為了改善這類系統的尺寸和功能,因此在封裝各種不同電路時皆採取近封裝距離。有鑑於前述限制,降低電磁干擾 (EMI) 影響也逐漸成為重要的系統設計考量。   圖 1 所示的車用攝影機模組就是這類多功能系統其中一個範例,該模組內的兩百萬像素成像元件、4 Gbps 的串聯器及四通道電源管理積體電路 (PMIC) 皆以近距離封裝在一起。如此會使複雜度和密度隨之提升並帶來副作用,也就是使成像元件與訊號處理元件緊鄰 PMIC,而 PMIC 帶有...
  • TI幫助未來電動車實現更多行駛里程、使用更少線路

    運用下一代 BMS 進行無線傳輸可減少電動車內部沉重的網路佈線, 進而增加行駛距離與可靠性   作者:德州儀器   電動車雖然具備舒適的內裝與高雅的科技,但製造商在下方底盤盡可能地安裝了許多電池單元。電池單元越多代表充電容量越大,也意味著再次充電前可行駛的距離越長,是消費者主要訴求之一。   然而,每個電池單元都必須連接至監測器,將電池狀態重要資訊傳達給控制器,優化電池健康與效率。假定一個典型 EV 有近 100 個電池單元,就會有數英呎長的高負載銅纜形成體積龐大的...
  • 用於汽車外部照明的 DLP 動態地面投影技術

    作者:德州儀器產品行銷工程師  Brandon Seiser 簡介 動態地面投影技術能夠顯示同一個模組內的任何圖樣,可透過提供新穎的創新照明功能,例如可以照亮車輛外部周圍環境的汽車光毯(automotive light carpets),重新塑造消費者對外部照明的感知或從後視鏡投射車輛資訊,例如 EV 剩餘電量和行駛里程、輪胎壓力警告、交通警告、轉向指示、檢查引擎燈警告、汽油量/里程等等。地面照明也具有其他進階功能,有助於汽車對駕駛和行人進行溝通,包括轉彎照明、倒車照明、車輛客製化和...
  • 運用業界最小的超高畫質微顯示技術設計極輕便的 1080p 投影顯示

    作者:德州儀器DLP®產品行銷工程師  Amber Scheurer   請試想您在行動裝置上觀看照片或影片的頻率。雖然許多人偏好小巧智慧型手機可放入口袋的便利性,但在追求更舒適的視覺體驗時,他們會轉而使用擁有更大顯示的平板電腦。 隨著 5G 興起,將高解析度內容串流到行動裝置會變得更容易且更普及。消費者期望使用更大型的顯示體驗這種廣泛使用的高畫質 (HD) 內容。投影是將小型裝置的畫面顯示於大尺寸螢幕的好方法。過去,設計人員必須選擇較低解析度的成像器,才能打造出外型...
  • 如何使用藍牙低功耗技術 設計無線社交距離與接觸者追蹤解決方案

    作者:德州儀器產品行銷工程師 Mark DeHoyos   由於具有低成本、低耗電的特色,藍牙低功耗(Bluetooth® Low Energy)已經成為眾多應用的基礎技術。其中一個例子就是使用藍牙訊號發射器(beacon)打造即時定位系統,來監測設備或人員之行蹤。   藍牙究竟在這類應用中扮演什麼角色呢?資產追蹤(asset tracking)是利用能自動相互通訊的藍牙標籤來發射或接收資料,以有效監測物件或人員四周狀況。為什麼我們要監測人與人之間的四周狀況?近來,...
  • 運用eFuse簡化抗輻射電源供應設計

    作者:德州儀器產品行銷工程師 Sree Alvarado   現代衛星多使用精密的高功率現場可程式閘陣列(FPGA)及處理器,無形中提高了設計出穩健電源供應的難度。許多設計人員為了實現備援機制(為了提升可靠度,刻意配置重複的關鍵零組件),佈建了場效應電晶體(FET)等各種離散元件,希望能持續監控與啟用特定電源軌,最後卻導致設計過度複雜。   並非所有高功率元件隨時都處於導通狀態,因此若能開關連通負載或處理器的電源,不只有助簡化設計,也能降低功耗。此外,如果功率元件發生閂鎖效應...
  • 您的MOSFET採用哪一種ESD保護元件?

    作者:德州儀器應用工程師 John Wallace   多功率金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)使用一層薄薄的氧化物作為絕緣層,分隔閘極與電晶體的主動區域。如同用於製造微處理器的MOSFET元件,功率MOSFET的閘極氧化層也非常容易因靜電放電(ESD,electrostatic discharge)而損壞。ESD可能造成閘極氧化物崩潰等嚴重故障,或元件輕度毀損。   部分離散式功率MOSFET與電源塊MOSFET (power-block MOSFET)整合 ES...
  • 如何用有限預算為無人工廠增設EtherNet/IP、EtherCAT、PROFINET

    作者:德州儀器產品行銷工程師 Eddie Esparza   還記得科幻電影中運用人工智慧技術打造的全自動無人工廠嗎?這個未來的願景已經成真!   無人工廠的運作仰賴各獨立元件的即時通訊,像動作控制器和機器人就需要即時溝通。如果某個機器人的動作命令因 100 英尺外的可編程邏輯控制器(PLC)而延遲了,就可能造成成品瑕疵。   即時乙太網路(EtherNet)通訊協定的進步可以解決此問題,這些協定幫助工廠內龐大的裝置網路可以彼此即時通訊,並提供足夠頻寬來上傳診斷與控...
  • 讓IIoT突破廠房隔間的限制

    作者:德州儀器 Atul Patel   物聯網(IoT)與工業物聯網(IIoT)已成為將工廠連線、讓傳統工廠更聰明、透過提升效率來獲利的同義詞。現在,工廠設備監控或控制其搭配設備(例如化學藥品儲存槽、馬達設備、滲漏偵測設備、火警偵測設備),已經越來越常見。IIoT的下一階段,要將工廠連接到工廠牆外。   那些在傳統工廠隔間外的工廠資產,越來越需要使用無線、電池驅動的感測器與控制器,才能用經濟且有效率的方式,整合這些資產成為控制工廠的基礎設施。為何無線、電池驅動的感測器與控制...
  • 符合航空規範新解方:雙電池電源路徑控制

    作者:德州儀器應用工程師 Thomas Regan   美國聯邦航空總署針對可攜帶上機的電池祭出尺寸限制後,如何只用容量100Wh的電池設計應用成了一大挑戰。為了符合安全規範,部分業者變更僅有一顆電池的設計,改採兩顆小型電池。然而,兩顆電池的設計通常需要配置備援或雙電源,造成電源路徑更為複雜。   本篇文章主要介紹運用TI的LM74700-Q1理想二極體控制器,將負載電流均分於多個電源或電池,實現簡單又有效的配置。這種配置方法讓設計人員能在系統中採用多個電池或電源,適用於氧氣...
  • 如何為48-V 輕度混合動力汽車設計最佳化的馬達驅動器

    Other Parts Discussed in Post: DRV3255-Q1作者:德州儀器Issac Hsu   製造商在打造輕度混合動力汽車 (MHEV) 時,主要以減少溫室氣體 (GHG) 排放為終極目標。MHEV 採用與汽車傳動系統相連接的 48-V 馬達驅動系統。為減少 GHG 排放,車輛滑行時 MHEV 中的內部燃燒引擎 (ICE) 將會關閉,48-V 馬達系統則會將 48-V 電瓶充電,以提供車輛電力。在此文章中,我將討論如何使用提供高功率馬達驅動的 48-V 馬達驅...
  • 如何高效驅動車用系統中的12V與24V引擎負載

    作者:德州儀器應用工程師 Aaron Barrera   內燃機引擎(ICE,internal combustion engine)機械系統發明於19世紀(圖1),它很神奇,只要加入燃料,就能產生幾千馬力,三秒內將車子從0加速到60mph。但再好的事物都有終結的一天,隨著政府法令愈加嚴苛,如美國3階(Tier-3)、歐6(Euro 6)、中國6a等等,都要求出口車輛減低排放。為了因應這個狀況,汽車產業努力研發電動車(EV)與混合動力電動車(HEV),在傳統ICE中加入電子子系統。 圖...
  • 簡化 48V HEV 系統的隔離式 CAN 和電源介面設計

    此篇文章發表於電子設計並獲得授權 為現今的汽車進行設計需要面面俱到。 在滿足日益嚴格的排放標準以及為愈來愈多的內建系統和小裝置供電之間,現今的車輛需要在高功率時仍保有高效率。為了同時實現高效率和高功率,工程師愈來愈仰賴將 48V 電力運作與傳統燃氣引擎相結合的系統。這種方法可確保車輛滿足嚴格的二氧化碳排放要求,同時也可以提高性能和駕駛品質。 儘管已有很多關於雙電池汽車系統這方面的話題,但我想著重介紹在 12V 和 48V 組合系統中很重要但有時遭忽視的元件:電氣隔離(galvanic isola...
  • 如何利用裝置層級與封裝等級將車用設計的EMI降至最低

    作者:德州儀器 Zach Imm 與Sam Jaffe   隨著車用設計與時俱進,需要更高功率的應用越來越多。工程師設計高功率系統時,常常把低壓差(LDO)穩壓器改成直流/直流降壓轉換器,因後者的轉換效率與散熱表現較佳。然而,這樣的改動有其代價,因為直流/直流降壓轉換器的電磁干擾(EMI)比起所替代的LDO穩壓器高出許多。   而EMI會影響敏感元件,如AM/FM收音機接受器、駕駛輔助感測器等,甚至嚴重時還會導致系統失常,所以國際無線電干擾特別委員會(CISPR)等官方標準規...
  • 利用自動電池平衡強化EV熱管理

    作者:德州儀器Sudhir Nagaraj

     

     

    電池單元平衡在電動車電池管理中十分重要,因為它可幫助延長車輛行駛距離,並確保 EV 電池運作。此外也需透過電池單元平衡,來修正電池本身內部的不平衡。所有電池 (包含 EV 中的電池) 都會因製造過程或操作條件不匹配,造成電池單元間老化不相等,隨著時間發生不平衡情況。

     

    當最弱的電池單元完全放電,電池便無法再提供電荷,即使其他電池單元仍剩下許多電荷。平衡電池單元可使電池組容量最大化並確保提供其所有能量,進而延長電池續航力,在 EV 電池則能延長行駛距離。除了電池容量最大化外,電池單元平衡也可防止電池過度充電和過度放電以確保電池運作安全,兩種情況都可能加快電池單元退化並產生潛在危險操作情境。

     

     

    電池單元平衡的運作方式

     

    電池單元平衡的主要方式有兩種:主動式電池平衡和被動式電池平衡。主動式電池平衡可重新分配電池單元的電荷,利用 DC/DC 轉換器為容量較低的電池單元提供較高容量。目前電池單元製造與篩選分類已大幅改善…

  • 運用 TI SimpleLink™ MCU 平台創新、加速並連接各頻段與協定

    Other Parts Discussed in Post: CC1352R, LPSTK-CC1352R, SYSCONFIG

    作者:德州儀器 Adrian Fernandez

     

    我們用以連接彼此的科技標準與平台對即時感測、通訊與資料共享有著直接影響,且對全球企業與商務至關重要。

    儘管設計與連線有無限的可能性,當今物聯網(IoT)開發者面臨的挑戰仍是在工廠、建築與其他工業應用中打造安全、低功耗且穩健的網路連線。為產品選擇合適的協定與平台可能令人望之卻步。

    為協助您選擇合適的技術,SimpleLink™ 微控制器(MCU)支援多種通訊協定,包括Zigbee®、Thread、藍牙低功耗(Bluetooth® Low Energy)、Wi-Fi®、乙太網路(Ethernet)與 Sub-1 GHz 等,SimpleLink軟體開發套件(SDK)統合了以上各種連接協定與標準。SimpleLink MCU平台提供您所需的建構模組,打造安全…

  • 最佳化邊緣端的機器學習推論

    Other Parts Discussed in Post: AM5729, AM5749

    作者:德州儀器嵌入式處理器部門 Pekka Varis

    於工廠中運用機器學習與神經網路技術,可改善機器視覺、自動導引車(AGV,automated guided vehicles)與機器人技術等應用,增進其智慧,進而改善作業效率。製造業使用嵌入式微控制器與處理器,將重複性流程自動化已達數十年,而超越研究原型、實際於嵌入式系統中運用機器學習演算法,則才剛起步。

    以下為工廠中應用機器學習的範例。今日的自動導引車(AGV)由相機或雷達等感測器接收資訊。處理器軟體分析數據資料、進行決策,控制電動馬達,使AGV於工廠中安全移動。在倉庫等侷限環境中,傳統機器視覺演算法可順利運作;然而,若機器學習可適應該類環境中的細微變動,感知與分類能力與人類更為相似,表現可更為優異。這在工廠演變過程中,更為關鍵,須滿足三大需求:

    • 減少導航所需空間,因倉庫密度增加。
  • Wi-SUN FAN 如何改善連網基礎建設

    Other Parts Discussed in Post: AES-128

    作者:德州儀器 Rogerio

    當今最先進的物聯網電子設備與裝置皆可於全球各地監測、控制並啟動。這些裝置定期產生數據資料,累積下來的資料量相當可觀。為確保資訊存取迅速可靠,各行各業公司皆積極提升連線能力,追求速度更快、更可靠的網路,改善加密與安全性。

    智慧城市能建立連網消費者與連網基礎設施之間的橋樑,改善民眾生活。試想,前往機場時,假使手機應用程式能告知用戶4樓有車位可停,能節省多少時間;或者,假使交通號誌能動態調節車流,減緩通勤壅塞;假使,家門前的連網智慧路燈故障時能自動通知電力公司。

    連線能力即是將前述情境化為現實的關鍵。

    公用事業與其他開發智慧城市相關產品的公司有數種不同技術可選擇,其中,Wi-SUN 戶外區域網路 (FAN,field area network) 便是絕佳選項。原因為何?首先,考量到 Wi-SUN 技術的可靠性。

    最普遍的網路拓樸結構為星狀或網狀…

  • 利用TI車用GaN FETs實現HEV/EV的高開關頻率與穩健性能

    作者:德州儀器Ramanan Natarajan

     

    為了加速電動車(EV)技術導入,滿足消費者對續航里程、充電時間與性價比的要求,全球汽車大廠在研發上需要更高的電池容量、更快的充電性能,同時盡可能降低或維持設計尺寸、重量或元件成本。

     

    透過EV車載充電器(OBC),消費者能在家用、公用或商用充電站,直接以AC電源為電池充電。順應當前潮流,這項技術目前也快速發展。為提高充電率,OBC的額定功率已從3.6 kW提升至22 kW,不過,設計人員也必須思考如何在不影響續航里程的前提下,將OBC與電動車既有機械系統整合。另一業界趨勢則是將現今OBC低於2 kW/L的功率密度,逐步提高至4 kW/L。

     

    開關頻率的影響

    OBC是一種開關式功率轉換器,主要由變壓器、電感器、濾波器、電容器等被動元件與散熱器組成。提高開關頻率能減少被動元件的尺寸,但金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFETs)、絕緣柵雙極電晶體等開關元件的功耗也會隨之提高。

     

  • 德州儀器:截波放大器讓訊號鏈零錯誤的兩種解決方法

    作者:德州儀器

     

     

    隨著如可編程邏輯控制器、秤重和自動測試設備等工業設備對更高解析度和速度的訊號鏈需求逐漸攀升,對於高精密度放大器的需求也跟著增加,這是因為在這類訊號鏈中,高精密度放大器可做為類比轉數位轉換器 (ADC) 驅動器和電壓參考緩衝器使用。

     

    在此文章中,我將會探討在設計精密訊號鏈時常見的兩種設計挑戰,以及克服這些挑戰的方法。不過首先,我們必須瞭解常用於這類系統內的截波放大器。

     

    何謂截波放大器?

     

    截波放大器是一種零漂移運算放大器 (op amp),並且具有極低的偏移電壓...

  • 德州儀器談:利用業界領先的網路可用性,大幅改善無線電池管理系統

    作者:德州儀器

     

     

    2019年電動車(EV)銷售創下200萬輛的佳績,而且報告顯示未來幾年的年銷售額可能會達到800萬美元,其中以中國居冠。

     

    電池管理系統(BMS)是電動車的重要元件,其效率、壽命和性能極為重要。為了展現這些優勢,電池組中的每個電池都透過隔離的控制器區域網路匯流排、差分菊鏈通訊或其他專有解決方案監控和報告溫度、電壓及電流的資料。

     

    圖1說明典型的BMS,其中包括微控制器(MCU)及其支援電路,低壓側和高壓側之間的隔離、電池、電池監控器模組和電流感測器。圖1中的M表示電動車的引擎...

  • 德儀談基本型無刷閘極驅動器設計 – 第3部分:整合型與離散型半橋整合器

    Other Parts Discussed in Post: DRV8320

    作者:德州儀器Adam Sidelsky

     

    當設計工程師越嘗試在不斷被限縮的印刷電路板(PCB)的設計上挑戰極限,整合型多通道半橋閘極驅動器的使用就越受歡迎。PCB在電量與特殊需求功能逐漸增加的同時,體積卻能越來越小。這讓一些設計工程師開始思考到底該堅持使用傳統的離散型半橋整合器,還是轉而使用較有整合性的三段式設計,如DRV8320。在這篇文章裡,我會從觀察那些在選擇無刷DC馬達的積體電路(IC)時會左右決策的數據,來分析不同決策各自的優劣。

     

    讓我們從整合型與離散型之間相異之處的列表開始。我選擇比較的設計跟此系列技術性文章的第1部分第2部分是一樣的。

     

    離散型半橋式閘極驅動器設計

    優點:

    • 佈局簡潔。可以透過複製半個橋整合器的佈局去支援到一、三或六橋整合器,因為每個半橋有其自己的IC和外部元件。每個半橋整合器使用專用馬達IC也會讓閘極驅動器和金屬氧化物半導體場效電晶體…
  • 德州儀器談四大音效趨勢如何推動汽車應用產業轉型

    目前汽車產業正致力於打造舒適的駕駛體驗,並且是在不犧牲燃料效率和製造成本的前提之下。透過整合最前端的音效技術,OEM代工業者不斷地更新其音效系統架構,以提升使用者體驗,同時保證安全性。

     

    透過利用麥克風、放大器、揚聲器和先進數位訊號處理等整合技術,有助於降低背景噪音、使乘客之間的語音溝通更加清晰、緊急狀況時也能免持進行高傳真語音撥號。這就是我們接下來要談的推動汽車應用音效設計轉型的四大趨勢。

     

    趨勢一:主動降噪系統

    正如消費性電子產業早就在做的,現在有越來越多OEM代工業者開始採用主動降噪技術...

  • 運用TI DLP® Pico™ 技術,實現更具成本效益的桌上型 3D 列印新應用

    作者:德州儀器 DLP® Pico™ 光學控制行銷與系統經理Srik Gurrapu

     

    3D列印能夠將想像化為栩栩如生的現實。透過3D列印,學生能將自己對現實世界的理解轉化為3D物件。設計師能在投入量產前,先將巧思轉化為看得見、摸得著的實體;牙醫師能在診所裡直接打造防磨牙牙套,且無需再請病患跑一趟診所。3D列印的應用無遠弗屆,具有無限可能。

    3D列印機的售價差異極大,從低於1,000美元到超過100,000美元都有。較低價的3D列印機通常稱為桌上型或個人3D列印機,如何兼顧實惠價格、列印速度與品質,成了這類列印機的一大挑戰。目前桌上型3D列印機市場的主流技術為熔絲製造法(FFF,fused filament fabrication)與立體光固化法(SLA,stereolithography)。

    FFF技術又稱為熔融沉積成型法(FDM,fused deposition modeling),成本雖然不高,卻有列印速度與解析度兩大限制…

  • 車頭燈解析度需要多高才能在路面上投射資訊?

    作者:德州儀器DLP®車用外部照明組產品行銷工程師Brandon Seiser、Trevor Dowd

     

     

    無論是您的智慧型手機、電視或愛車的頭燈,像素越高通常越好。以電視而言,高像素能提高文字清晰度,展現更豐富的影像細節。

     

    隨著車輛技術進步,每個頭燈可提供 12 個像素以上之後,自適應式智慧頭燈(ADB, Adaptive Driving Beam)技術等新車燈應用也開始普及。而今,汽車製造商能運用 DLP® 技術設計新型汽車,將每個頭燈的像素數提升至 130 萬個。然而,一百多萬個像素有什麼用途呢...