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低頻端電感和高頻端寄生電容的限制

發(fā)布時(shí)間:2020/8/17 23:32:08 訪問次數(shù):1417

寬帶巴倫的仿真性能,與變壓器巴倫拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一樣,3電感巴倫的帶寬也受低頻端電感和高頻端寄生電容的限制。當(dāng)電感較低時(shí),負(fù)載阻抗對(duì)端口3的L1和L2之間的分壓和端口2的轉(zhuǎn)換電壓影響較大。雖然在低頻范圍內(nèi)振幅平衡和相位差仍然可以接受,但插入損耗增大。較低的終端阻抗或較高的電感將有利于低頻性能。在高頻端,L1和L2之間的寄生電容會(huì)降低變壓器的性能,導(dǎo)致較大的相位誤差。精心布局并考慮降低寄生電容可以擴(kuò)大巴倫的高頻工作范圍。

集成巴倫的物理尺寸限制了低端帶寬。為了探索建議的巴倫結(jié)構(gòu)在低頻應(yīng)用中的可行性,設(shè)計(jì)了一款0.5 GHz到6 GHz的巴倫,并與基于變壓器的傳統(tǒng)巴倫進(jìn)行了對(duì)比。


這個(gè)評(píng)估板是基于STSPIN32F0601片上系統(tǒng)的一個(gè)完整的3相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器, 片上系統(tǒng)集成了3相600 V 門極驅(qū)動(dòng)器和Cortex®-M0  STM32 MCU內(nèi)核.

功率級(jí)包含了STGD5H60DF IGBT, 也可以替換成其他同樣是DPAK 封裝的IGBT或者M(jìn)OSFET.

這個(gè)評(píng)估板同時(shí)支持2 + 1 電阻電流采樣和單電阻電流采樣拓?fù)涞臒o感磁場(chǎng)定向控制(FOC) 的算法.

可以驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)(PMSM) 和無刷直流電機(jī)(BLDC).

它可以給不同應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)備,包括冰箱壓縮機(jī),泵類,風(fēng)機(jī)和其他工業(yè)設(shè)備提供一個(gè)易用性的整體方案.

這個(gè)評(píng)估板兼容寬范圍的輸入電壓,還包括一個(gè)基于VIPER122的BUCK降壓電路,來產(chǎn)生應(yīng)用所需要的驅(qū)動(dòng)電壓+15V和3.3V電壓.

軟件調(diào)試和配置可以通過標(biāo)準(zhǔn)的STM32工具軟件和單獨(dú)的STLINK調(diào)試器實(shí)現(xiàn), 預(yù)留了SWD 和UART TX RX 通訊接口.

隔離的PWM 輸入捕捉接口.

在 SPI 主模式下,通信速率可以達(dá)到 4Mbps,而在 UART 模式下,速率也可達(dá)到 2Mbps。USART 可進(jìn)行配置,以便同時(shí)支持同步 (SPI) 與異步 (UART) 操作,并且可從幾個(gè)內(nèi)部及外部時(shí)鐘源(與 CPU 時(shí)鐘無關(guān))中進(jìn)行選擇。在 SPI 主模式下,USART 的運(yùn)行速率可達(dá)到應(yīng)用時(shí)鐘的 1/2。例如,如果使用 8MHz 時(shí)鐘,則 SPI 主模式的傳輸速率可達(dá)到 4Mbps。在 UART 模式下,實(shí)現(xiàn)可靠通信至少要求每位 3 或 4 個(gè)時(shí)鐘。例如,8MHz 時(shí)鐘除以 4 可以支持高達(dá) 2Mbps 的速率。


J 形引腳芯片載體。指帶窗口CLCC 和帶窗口的陶瓷QFJ的別稱(見CLCC 和QFJ)。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱。

LCC(Leadless chip carrier)無引腳芯片載體。指陶瓷基板的四個(gè)側(cè)面只有電極接觸而無引腳的表面貼裝型封裝。是高速和高頻IC 用封裝,也稱為陶瓷QFN 或QFN-C(見QFN)。

LGA(land grid array)觸點(diǎn)陳列封裝。即在底面制作有陣列狀態(tài)坦電極觸點(diǎn)的封裝。裝配時(shí)插入插座即可,F(xiàn) 已 實(shí)用的有227 觸點(diǎn)(1.27mm 中心距)和447 觸點(diǎn)(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA,應(yīng)用于高速 邏輯 LSI 電路。 LGA 與QFP 相比,能夠以比較小的封裝容納更多的輸入輸出引腳。由于引線的阻 抗 小,對(duì)于高速LSI 是很適用的。但由于插座制作復(fù)雜,成本高,90年代基本上不怎么使用 。預(yù)計(jì) 今后對(duì)其需求會(huì)有所增加。

LOC(lead on chip)芯片上引線封裝。LSI 封裝技術(shù)之一,引線框架的前端處于芯片上方的一種結(jié)構(gòu),芯片的中心附近制作有凸焊點(diǎn),用引線縫合進(jìn)行電氣連接。與原來把引線框架布置在芯片側(cè)面 附近的 結(jié)構(gòu)相比,在相同大小的封裝中容納的芯片達(dá)1mm 左右寬度。

LQFP(low profile quad flat package)薄型QFP。指封裝本體厚度為1.4mm 的QFP,是日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)根據(jù)制定的新QFP 外形規(guī)格所用的名稱。


(素材來源:eccn.如涉版權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。特別感謝)


寬帶巴倫的仿真性能,與變壓器巴倫拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一樣,3電感巴倫的帶寬也受低頻端電感和高頻端寄生電容的限制。當(dāng)電感較低時(shí),負(fù)載阻抗對(duì)端口3的L1和L2之間的分壓和端口2的轉(zhuǎn)換電壓影響較大。雖然在低頻范圍內(nèi)振幅平衡和相位差仍然可以接受,但插入損耗增大。較低的終端阻抗或較高的電感將有利于低頻性能。在高頻端,L1和L2之間的寄生電容會(huì)降低變壓器的性能,導(dǎo)致較大的相位誤差。精心布局并考慮降低寄生電容可以擴(kuò)大巴倫的高頻工作范圍。

集成巴倫的物理尺寸限制了低端帶寬。為了探索建議的巴倫結(jié)構(gòu)在低頻應(yīng)用中的可行性,設(shè)計(jì)了一款0.5 GHz到6 GHz的巴倫,并與基于變壓器的傳統(tǒng)巴倫進(jìn)行了對(duì)比。


這個(gè)評(píng)估板是基于STSPIN32F0601片上系統(tǒng)的一個(gè)完整的3相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器, 片上系統(tǒng)集成了3相600 V 門極驅(qū)動(dòng)器和Cortex®-M0  STM32 MCU內(nèi)核.

功率級(jí)包含了STGD5H60DF IGBT, 也可以替換成其他同樣是DPAK 封裝的IGBT或者M(jìn)OSFET.

這個(gè)評(píng)估板同時(shí)支持2 + 1 電阻電流采樣和單電阻電流采樣拓?fù)涞臒o感磁場(chǎng)定向控制(FOC) 的算法.

可以驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)(PMSM) 和無刷直流電機(jī)(BLDC).

它可以給不同應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)備,包括冰箱壓縮機(jī),泵類,風(fēng)機(jī)和其他工業(yè)設(shè)備提供一個(gè)易用性的整體方案.

這個(gè)評(píng)估板兼容寬范圍的輸入電壓,還包括一個(gè)基于VIPER122的BUCK降壓電路,來產(chǎn)生應(yīng)用所需要的驅(qū)動(dòng)電壓+15V和3.3V電壓.

軟件調(diào)試和配置可以通過標(biāo)準(zhǔn)的STM32工具軟件和單獨(dú)的STLINK調(diào)試器實(shí)現(xiàn), 預(yù)留了SWD 和UART TX RX 通訊接口.

隔離的PWM 輸入捕捉接口.

在 SPI 主模式下,通信速率可以達(dá)到 4Mbps,而在 UART 模式下,速率也可達(dá)到 2Mbps。USART 可進(jìn)行配置,以便同時(shí)支持同步 (SPI) 與異步 (UART) 操作,并且可從幾個(gè)內(nèi)部及外部時(shí)鐘源(與 CPU 時(shí)鐘無關(guān))中進(jìn)行選擇。在 SPI 主模式下,USART 的運(yùn)行速率可達(dá)到應(yīng)用時(shí)鐘的 1/2。例如,如果使用 8MHz 時(shí)鐘,則 SPI 主模式的傳輸速率可達(dá)到 4Mbps。在 UART 模式下,實(shí)現(xiàn)可靠通信至少要求每位 3 或 4 個(gè)時(shí)鐘。例如,8MHz 時(shí)鐘除以 4 可以支持高達(dá) 2Mbps 的速率。


J 形引腳芯片載體。指帶窗口CLCC 和帶窗口的陶瓷QFJ的別稱(見CLCC 和QFJ)。部分半導(dǎo)體廠家采用的名稱。

LCC(Leadless chip carrier)無引腳芯片載體。指陶瓷基板的四個(gè)側(cè)面只有電極接觸而無引腳的表面貼裝型封裝。是高速和高頻IC 用封裝,也稱為陶瓷QFN 或QFN-C(見QFN)。

LGA(land grid array)觸點(diǎn)陳列封裝。即在底面制作有陣列狀態(tài)坦電極觸點(diǎn)的封裝。裝配時(shí)插入插座即可,F(xiàn) 已 實(shí)用的有227 觸點(diǎn)(1.27mm 中心距)和447 觸點(diǎn)(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA,應(yīng)用于高速 邏輯 LSI 電路。 LGA 與QFP 相比,能夠以比較小的封裝容納更多的輸入輸出引腳。由于引線的阻 抗 小,對(duì)于高速LSI 是很適用的。但由于插座制作復(fù)雜,成本高,90年代基本上不怎么使用 。預(yù)計(jì) 今后對(duì)其需求會(huì)有所增加。

LOC(lead on chip)芯片上引線封裝。LSI 封裝技術(shù)之一,引線框架的前端處于芯片上方的一種結(jié)構(gòu),芯片的中心附近制作有凸焊點(diǎn),用引線縫合進(jìn)行電氣連接。與原來把引線框架布置在芯片側(cè)面 附近的 結(jié)構(gòu)相比,在相同大小的封裝中容納的芯片達(dá)1mm 左右寬度。

LQFP(low profile quad flat package)薄型QFP。指封裝本體厚度為1.4mm 的QFP,是日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)根據(jù)制定的新QFP 外形規(guī)格所用的名稱。


(素材來源:eccn.如涉版權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。特別感謝)


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