麻雀雖小、五臟俱全的小外形封裝
作者：Diodes 公司產品行銷經理 Shane Timmons
輕巧封裝的趨勢依舊持續
戈登．摩爾 (Gordon Moore) 對積體電路 (IC) 元件密度不斷增長的先知灼見仍被證明是正確的。即使近年來這樣的成長已經趨緩，但輕巧封裝的趨勢仍快速持續著。
觀點
Efficient Offline Power for Small Online Appliances
By Richard Lin, AC-DC Business Unit Manager
It is widely acknowledged that, at its heart, the Internet of Things (IoT) comprises countless sensors, actuators, and other devices that add ‘intelligence’ to the connected world. For the IoT to work as intended, many of these devices must be switched on and connected 24 hours a day, seven days a week.
Minimizing EMI in Switched-mode PSUs
By Tu Bui – Senior Marketing/Application Manager
Developers of applications that feature power conversion elements, including home appliances, power tools, industrial and office equipment, will know only too well that electromagnetic interference (EMI) is largely unavoidable. However, they should also know that it can be managed, so that its effects are minimized to the point that they no longer present a problem.
How Hall Effect Switches Enable Autonomous Vehicles
By Charles Kuo, Sensor Marketing Manager
Automotive engineers around the world are immersed in harnessing the latest technologies to bring smart, autonomous vehicles to our roads. Those technologies will also enhance the driver and passenger experience far beyond today’s norm, through intuitive human-machine interfaces and highly personalized cockpits.
Why Hall Effect Switches Play a Crucial Role in IoT
By Charles Kuo, Worldwide Sensor Marketing Manager
Many words have been written about how the Internet of Things (IoT) will transform the lives of everyone. What is less often said is that at the heart of the IoT is the humble sensor, which enables previously inanimate objects to communicate with each other and to be controlled and monitored.
如何讓無線互聯物聯網裝置的功率系統降低待機功耗並提高整合度
作者：Diodes 公司 LED 照明事業部經理 Allan Lin 全世界的家庭和工廠都在擁抱智慧技術，通訊與控制系統的連網程度藉由各種無線技術而不斷提升，要將便利性與效率帶入每個人的生活中。進入物聯網 (IoT) 的世界後，我們隨時隨地都能存取致動器和感測器，用更細膩的角度去檢視設備狀態，進而將資料傳送到雲端進行分析，在系統故障之前預先進行維修。例如，我們可以透過 Wi-Fi、Zigbee 或藍牙低功耗，即時遙控 LED 燈泡，以及選擇適合環境的光線色溫。 所有這些智慧連網裝置都需要低待機功耗，這對功率系統設計人員來說是一大挑戰。功率轉換需在所有負載下維持高效率，包括無線收發器在收發資料封包，或致動器啟動時。但是，這些動作其實不常發生，智慧系統多數時間都在閒置及等待接收指令，這種「閒置負載」的待機狀況對功率轉換不佳的系統來說尤其浪費能源。 極大的挑戰，便是開發針對各種負載範圍將效率優化，擁有恆定穩定輸出電壓的功率轉換器。但由於輸出電壓會隨消耗電流改變，因此這可說是一項相當複雜的設計工作。 法規挑戰 對這類系統的開發人員來說，還有除了功率子系統效能以外的更多挑戰。全世界有許多不同的法規環境，各個不同國家/地區為了滿足其待機功耗、瞬態要求和其他法規，都需要略為不同的功率系統版本。 對智慧連網功率系統的開發人員來說，這項設計挑戰極為複雜，另外對成本敏感的應用也同樣艱難。一個能滿足所有要求的設計，其成本可能相當高昂，而且能源效率也可能比針對特定國家/地區優化的裝置更低。但若是針對不同地區設計個別的產品與拓撲，要管理所有不同的版本又會產生額外的成本。 高整合度 想要解決這些挑戰，我們需要提高智慧連網裝置功率系統內晶片的整合度。透過在同一封裝內整合高電壓 MOSFET 開關與功率控制器，不只能滿足全球所有的法規要求，還能提供功率效率，並降低待機功耗，花很少的錢就能滿足設計人員所需。 例如，AL17050 降壓轉換器可應用於 85V AC 至 265V AC 的 AC 輸入電壓範圍，無論身處任何地區，皆能安心使用此產品。它可產生 3.…
晶體振盪器：簡易、低成本且高準確度的時脈來源
作者：Diodes 公司應用工程部經理 Qin Zhuang 許多電子電路都需要振盪器來同步活動或提供頻率參考。 以微控制器為例，時脈訊號用於控制資料來往記憶體的移動、指令的執行，以及外部通訊的速度。另外在無線電系統中，振盪器則提供固定頻率，以供發射器與接收器進行通訊。 除了頻率，還有一些與振盪器有關的重要屬性。像準確度與穩定性 (以百萬分之一或 ppm 指定) 對通訊協定和時間記錄極為重要。對於可攜式裝置或電池供電的應用來說，低功耗可能是關鍵的因素。其他需要考量的特性還有成本，以及頻率是否可調。 振盪器會使用某些諧振電路類型的反饋來產生固定頻率的輸出，諧振電路可作為電阻電容 (RC) 或電感電容 (LC) 網路。這些裝置較為簡單，且能在寬廣的範圍內變更頻率。但從另一方面來看，這些裝置無法提供許多應用所需要的準確度與穩定性。 像是石英等晶體，則因為壓電效應，因此可用作諧振器。對晶體施加壓力時，晶體內部會產生電壓，施加電壓時，晶體則會變形。將晶體搭配反饋，便可作為高準確度和穩定性的諧振器，而其自然頻率則取決於晶體的大小和裁切方式。 圖 1：使用 CMOS 逆變器的皮爾斯振盪器 簡單的晶體振盪器 晶體本身是一種被動式元件，需搭配振盪器電路使用。晶體通常整合到需要時脈訊號的裝置內，例如，微控制器一般會有兩個腳位，用來連接晶體和一些外部的負載電容器。這些電容器需與指定的晶體負載電容 (CL) 匹配，確保其能以正確的頻率振盪。 變更負載電容器的數值，也會稍微改變振盪頻率。我們可以利用電壓控制型晶體振盪器 (VCXO) 達到此效果，因為這種振盪器會使用可變電容元件 (變容二極體) 調整頻率。 您可用獨立型裝置來打造外部振盪器，像是使用電晶體或反向邏輯閘極提供放大和反饋。不過，雖然晶體廠商會提供設計指南，但想從頭打造出高品質的振盪器卻極為複雜。 直接使用現成的振盪器模組，通常會比較方便。振盪器模組包含晶體和振盪器電路，您唯一需要做的，就是為其提供電源。振盪器模組的準確度通常比目標裝置內整合的基本電路更為出色。 但儘管晶體非常穩定，但振盪器的頻率卻可能因供應電壓和溫度影響而產生變化。要將這些影響降低，可以使用溫度補償晶體振盪器 (TCXO) 模組。TCXO 模組的內部電路可調整頻率，藉此補償溫度變化的效應。模組經常也會內含整合式電壓穩壓器，用於降低外部供應電壓變動的效應。TCXO 可達到 2ppm 以上的穩定性。 晶體振盪器提供簡易、低成本且高準確度的時脈來源，適用於寬廣的頻率範圍，是許多應用類型的合適選擇。若要深入了解，請參閱我們關於石英晶體振盪器技術的白皮書，或參閱 Diodes 公司產品頁面。 …
轉向同步整流可以提供離線電源轉換器的效率增益
作者：Diodes 公司產品行銷經理吳其昆 您注意到有些東西搭配使用，會產生多麼理想的效果嗎？我要談的不是火腿和雞蛋或鹽和胡椒，這些真的只是互補。不，我要談的是為了真正發揮功效，需要搭配使用的東西，例如凸輪軸與推桿。 把兩件東西放在一起，產生一個全新的物品，但仍取決於其組成部分，在自然界相當罕見，然而對於我們這些聰明的工匠來說，這正是我們真正擅長的。在電子業中，這麼做非常盛行，更重要的是，在這個領域中，科技可以為我們提供在一致的基礎上不斷改進的方式。 以電力為例，一般而言總是愈多愈好。我們每獲得一項電器產品，就建立了對更多原始電力的需求，因此更有效率地使用電力變得愈來愈重要。這表示在每一個層級，我們都需要更有效率的發電、配電和轉換電力的方式。從早期的能源開始，高壓交流電一直被視為是有效率的發電和配電方式，當主要產品應用是馬達和燈泡時，交流電是很不錯的。隨著電晶體和積體電路的發明，在局部層級，直流電變得更為重要。 除非我們依據個別情況，開發出可以產生所有所需電力的方式，否則我們仍將繼續倚賴高電壓交流配電，將電力以管道輸送到辦公室和家庭。在管道末端會發生轉換，從千瓦的交流電降壓成毫瓦的直流電。其中的步驟存在效率不彰的問題，電子業正採取措施，以減輕效率低下問題。 這讓我們回到了同步性。我們消耗能量的方式，愈來愈多是透過離線轉換，亦即將高壓交流電源變成低壓直流電源。近期它出現的形式是將電池充電，以供電給可攜式裝置。近期出現的轉換拓撲之一，是在二次側使用一個與一次側的功率電晶體同步動作的電晶體。次級電晶體取代了效率較差的二極體，也使得此種拓撲結構被命名為：同步整流或 SR。 用行徑像二極體的電晶體取代二極體，看起來似乎很沒有效率，尤其是通常我們並不認為模仿是一個無損過程。然而在 SR 的情況下，這樣做卻能提供顯著的優點，因為它讓關聯控制器在可變負載條件下能發揮更大的管理能力。效率的增益百分比取決於 SR 的實作方式，表示我們必須選擇正確的解決方案。 以 Diodes 公司生產的次級側 SR 控制器 APR346 為例。這是一個二次側 MOSFET 驅動器，支援各種轉換器模式，包括連續傳導模式、不連續傳導模式及準諧振返馳模式，這些模式在離線轉換架構中都很常見。這個裝置會感測一次側 MOSFET 兩端的汲極源極電壓，並提供正確的閘極驅動器給二次側 MOSFET。這樣一來，它可以在提供 5V 到 20V 直流輸出電壓的電路中產生更大的效率。這就涵蓋了大量的現代產品應用，包括在消費者電子產品中愈來愈重要的 USB 供電 (PD)。 加入像 APR346 這樣多用途和能力充足的 SR 控制器，可以在任何離線轉換器中提供祕密源極；由於它省去了使用替代控制器時需要的大量外部元件，還可以降低 BOM…
車燈的進化
作者：Diodes 公司類比產品 - 歐洲與汽車行銷經理 Simon Ramsdale 過去二十年來，汽車照明發生了重大變化，相關發展在前向照明領域特別顯著。頭燈已經從簡單的「開/關」、單一方向燈具發展到更具自適應性的照明解決方案，而且從汽車市場的 LED 發展以來，更明顯地加速發展。 在其完整生命週期約 100 年間，頭燈發生了很大變化以符合新的安全要求，但在過去 20 年中，這些變化是受到其他因素的推動，例如效能、效率、可靠性及造型設計。就這一點而言，上述因素都是 LED 具有極大提升潛力的領域，這並非巧合。 例如，在效能與可靠性方面，頭燈已從白熾燈與鹵素燈泡發展為 LED 與自適應光束成形。1960 年代引進了鹵素燈泡，它可產生更清晰明亮且更強大的光束，提供更遠的投射距離。進化過程的下一步是氙氣「高強度氣體放電」燈泡，大幅提高頭燈的光輸出，並成為部分高階製造商的首選技術。本世紀初引進的 LED 燈泡改良了氙氣「高強度氣體放電」燈泡，當時此進化階段對於效率並無太大的影響。但是，LED 技術的進一步發展，使 LED 頭燈的成本與效率超越 HID。 頭燈自適應光束成形的發展代表頭燈進化的另一個重要階段。自適應光束成形使前向照明提升至另一個層級，利用「可操縱」的光束，使光束實際改變方向。雖然實作方式各不相同，但通常藉由開啟和關閉特定的 LED 來實現。如此可大幅提高前向照明的效能，同時大幅提升安全性，特別是減少對向車輛產生的眩光。自適應光束成形頭燈在複雜程度上有很大的差異，包含的 LED 數量可以從至少 9 個到 80…
連網汽車持續推動創新
作者：Diodes 公司類比產品 - 歐洲與汽車行銷經理 Simon Ramsdale 汽車市場正經歷一場有關連網汽車的革命。對產業而言，它代表了分析與行動的整合，其中的本機資料將轉換為遠程資訊，而駕駛輔助功能則成為 ADAS。對消費者而言，其範圍超越此抽象的實作定義；連網汽車將有助於克服目前城市環境中駕駛所面臨的一些大的實際問題，例如尋找停車位、在繁忙的街道中進行自適應導航，或利用科技以避免城市之間主要道路的擁塞，以及提高駕駛與行人的安全。 雖然連網功能對於提升所有道路使用者的整體體驗與安全性至關重要，但終極目標是全自動駕駛車，這只有透過高速數據通訊才能實現。 隨著車對物 (V2X) 通訊的持續發展，包括車對車、車對行人、車對裝置以及車對電網，藉由越來越多的 ADAS 功能的推動，汽車中所產生、傳輸及處理的資料量正以指數性增加。涉及的資料量極為龐大；一些分析師估計，一輛自動駕駛車每天將產生超過 4GB 的資料，但我們可以假設即使是非自動駕駛的連網汽車每天也會達到 1GB 以上。 為汽車產業開發的現有通訊管道，例如 CAN、FlexRay 及 MOST，將繼續為車載通訊提供骨幹，但預期不會用它們來處理大量增加的時間關鍵資料。採用 ADAS 與自動駕駛必須大幅提高處理效能，特別是使用機器視覺系統時，因為這部分的資料極為重要。為維持傳輸速率，汽車產業正在轉向新的高速資料匯流排與通訊協定，以回應更快速的網路與通訊基礎設施，這些類型通常出現在高效能計算 (HPC)。這包括 PCI Express (PCIe) 與 USB 3.…
