logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...
" "

SIMO-arkkitehtuuriin perustuva tehonhallinta auttaa kutistamaan älykellon vaatiman tehonsyötön pienempään tilaan paremmalla hyötysuhteella. Sen ansiosta Maximin MAX77654-tehonhallintapiiri tuottaa enemmän tehoa pienemmässä koossa, mikä pidentää kellon toiminta-aikaa ja mahdollistaa pienemmän laitetoteutuksen.

Älykellojen markkinoiden kasvu jatkuu lukemattomien uusien ominaisuuksien ja sovellusten ansiosta. Henkilökohtaiset terveys- ja kuntoilutuotteet sisältävät uusia ominaisuuksia, kuten seurannan, hälytykset ja verkkoyhteydet. Älykellolla ohjattujen autojen kasvua vauhdittavat hätätilanneapu ja auton tilapäivitykset. Veden- ja iskunkestävyys ja kirkkaammat näytöt ohjaavat markkinoiden kasvua maailmanlaajuisesti. Teräväpiirtokamerat, GPS-vastaanottimet, pienet tehokkaat kaiuttimet, suuret tallennustilat ja muut uudet ominaisuudet ovat tulollaan.

Yhä pienempien laitekokojen vaatimus kuitenkin lisää elektroniikan pienentämisen haastetta ja tuo lisää ongelmia akun toiminta-ajan pidentämiseen. Tässä seuraava suunnitteluratkaisu esittelee innovatiivisen virranhallintajärjestelmän, joka tuottaa tehoa paremmalla hyötysuhteella hyvin pienessä tilassa ja mahdollistaa pidemmän paristojen toiminta-ajan pienille puettaville laitteille.

OHJELMOITAVA SIMO
 TULEE APUUN

Ihannetapauksessa tehokas ratkaisu vie vain vähän tilaa ja integroi akkulaturin ja tarvittavat virransäädöt yhdelle ja samalla älykellon piirille. SIMO eli yhden induktorin monilähtöinen buck-boost -tyyppinen eli jännitettä laskeva ja nostava hakkuripiiri (single-inductor multiple-output) toteuttaa kolme kytkentäregulaattoria yhdellä induktorilla. Jokaisen regulaattorin topologia on ohjelmoitavissa. Akun jännitealueella ja sen yläpuolella olevilla jännitteillä piiri tarjoaa buck-boost -toimintoja ja akun jännitteiden alapuolella buck-toimintoja – mikä on luonnostaan tehokkaampaa kuin buck-boost. Lopuksi korkeataajuinen käyttö sallii pienen induktorin käytön, mikä edelleen kutistaa tarvittavaa tilaa. Kahta sirulla olevaa LDO-regulaattoria käytetään kohinaherkille kuormille tai kuormien kytkentään.

SIMO-TEHOPUU

Alla oleva kuva esittää järjestelmän tehopuuta. Siinä näkyy jokaisen säätimen lähtöjännite, kuormitusvirta, hyötysuhde ja tehohäviö (PD). Kolme viidestä kuormasta syötetään suoraan korkean hyötysuhteen SIMO-muuntimella. Myös neljännen ja viidennen kuorman LDO-regulaattoreita syötetään SIMOlla, millä päästään 90 prosentin hyötysuhteeseen alhaisen dropout-jännitteen (2-1,8 V) ansiosta. Järjestelmän kokonaishyötysuhde on erinomainen 86,2 prosenttia.

SIMO-MUUNNIN

Kuvassa 3 on SIMO-muuntimen lohkokaavio (induktoria lukuun ottamatta kuva esittää kaikki komponentit). Kytkentä-regulaattorit tuottavat tehoa pienimmillä häviöillä, ja älykäs arkkitehtuuri eliminoi tarpeen lisätä yksi induktori kutakin regulaattoria varten.

INDUKTORIN VIRRAN JAKAMINEN

Tässä hystereettisessä DCM-regulaattorissa (discontinuous current mode) induktori on jaettavissa, koska induktorivirta menee aina 0:aan.

Buck-boost-tilassa induktori rakentaa virran M1:n ja M4:n ollessa päällä VIN / L -nopeudella. Kun se saavuttaa ohjelmoidun rajan, virta syötetään valittuun SBBx-lähtöön M2- ja M3_x-transistoreiden kautta, kuten kuvassa 5 on esitetty.

Jännitettä laskevassa Buck-tilassa M1 ja M3_x kytkeytyvät päälle, ja virtaa syötetään lähtöön samalla kun virtaa kasvatetaan induktoriin nopeudella (VIN - VSBBx) / L. Kun induktorivirta saavuttaa ohjelmoidun rajan, induktorista tuleva energia syötetään lähtöön käynnistämällä M2 ja sammuttamalla M1.

Huomaa, kuinka buck-tilassa virta ohjataan lähtöön koko jakson ajan, kun taas buck-boost-virta toimitetaan lähtöön vain sen vaiheen aikana, jossa M2- ja M3_x-transistorit ovat päällä. Suurempi virransyöttö lähtöön (jaksoa kohti) tekee buck-muuntimesta tehokkaimman arkkitehtuurin.

Lähdöt syötetään siinä järjestyksessä, jossa niiden lähtövirheiden komparaattorit pyytävät. Nämä tunnetaan nimellä FIFO (first-in-first-out).

Kuten kuvassa yllä on esitetty, kolmea kytkintä syötetään yksi kerrallaan ja induktorivirta laskee 0 ampeeriin, millä vältytään ristiinsäätöongelmilta.

ENNEN AKKUAIKAA PIENEMMÄSSÄ KOOSSA

SIMO-regulaattorien ja integroitujen LDO-laitteiden ansiosta pieni MAX77654-tehonhallintapiiri eli PMIC (2,79 x 2,34 x 0,5 millimetriä) tuottaa virtaa pienimmillä häviöillä piirilevyalalla, joka on 41 prosenttia pienempi kuin tyypillinen toteutus. Koko ratkaisu vie piirilevyllä tilaa vain 19,2 neliömilliä.

HYÖTYSUHDE

Kyky ohjelmoida buck-tila aina tarvittaessa tuo suuremman hyötysuhteen. SIMO-buck-toiminto tuo 10 prosentin hyötysuhde-edun verrattuna buck-boost-toimintaan. Ohjelmoitava induktorin huippuvirtaraja, IP_SBBX on asetettu arvoon 0,5A.

TYYPILLINEN TEHONHALLINNAN TOTEUTUS

Tyypillisessä älykellon virranhallintajärjestelmässä PMIC-piirillä on toteutettu akkulaturi, mikro-ohjaimen virtaa syöttävä buck-muunninta ja näytölle virtaa jakava LDO. Toinen mikropiiri (kaksois-LDO) antaa virran antureille ja Bluetoothille.

SIMO-TEHOETU

Tyypillisessä pienen tilan ratkaisussa LDO:n raskas käyttö johtaa vain 73,8 prosentin kokonaishyötysuhteeseen.

SIMO-ratkaisun ylivoimainen hyötysuhde johtaa hitaampaan akun tyhjenemiseen, kun taas sen laajempi toiminta-alue - jopa 2,7 volttiin - pidentää älykellon toimintaa-aikaa, kun sitä ei ole liitetty mihinkään. Kaikki aktiiviset ja passiiviset komponentit on esitetty alla.

Tämä tyypillinen puettavan laitteen ratkaisu vie piirikortilla tilaa noin 32,4 mm2 eli 69 prosenttia enemmän kuin SIMO-pohjainen ratkaisu (19,2 mm2). Ratkaisun suhteellisen matala integraatiotaso, useiden LDO-regulaattorien käyttö ja suuremmat passiivikomponentit johtavat toteutukseen, joka on sekä suurempi että enemmän tehoa kuluttava.

 

Maxim Integrated Productsin Reno Rossettin ja
Tran Derekin kirjoittama artikkeli ilmestyi tuoreessa ETNdigi-lehdessä. Sitä pääset lukemaan tästä.

MORE NEWS

Tinahiukkaset anodissa vauhdittavat latausta ja kasvattavat energiatiheyttä

Eteläkorealaiset tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen akun anodimateriaalin, joka yhdistää nopean latauksen, suuren energiatiheyden ja pitkän käyttöiän – läpimurto voi mullistaa sähköautojen ja energiavarastojen markkinat.

Kännykkämarkkina kasvoi vain 3 prosenttia alkuvuonna

Älypuhelinmarkkinoiden globaali kasvu jäi vaatimattomaksi vuoden 2025 ensimmäisellä neljänneksellä, kertoo tutkimusyhtiö Counterpoint Research tuoreessa raportissaan. Markkinatulot nousivat vain 3 prosenttia vuoden takaisesta, mikä vastaa kasvua myös toimitusmäärissä.

Uuden polven SiC-tekniikka kutistaa sähköauton invertterin

Infineon esittelee tehoelektroniikan PCIM-messuilla Nürnbergissä uraauurtavan piikarbidikomponentin, joka tehostaa sähköautojen vetojärjestelmiä – pienemmät, kevyemmät ja energiatehokkaammat invertterit ovat askeleen lähempänä.

Nokian privaattiverkko seuraa jatkossa Maerskin rahtilaivoja

Nokia on solminut merkittävän sopimuksen tanskalaisen logistiikkajätti Maerskin kanssa toimittaakseen privaattiverkkoratkaisunsa yhtiön 450 rahtialukseen. Kyseessä on osa Maerskin uutta IoT-alustaa, OneWirelessia, jonka tavoitteena on parantaa reaaliaikaista rahtiseurantaa, toimitusketjun näkyvyyttä ja operatiivista tehokkuutta.

Piinanolanka-akku siirtyy vihdoin tuotantoon

Kalifornialainen vuonna 2008 perustettu Amprius Technologies on valmis siirtymään sarjatuotantoon uudenlaisen akkukenno­tekniikkansa kanssa. Yhtiön "Sicore"-niminen kenno käyttää pii-nanopilareihin perustuvaa anoditeknologiaa ja saavuttaa huipputason energiatiheyden: 450 Wh/kg painon mukaan ja 950 Wh/l tilavuuden mukaan.

6G vaatii uutta radiotaajuussuunnittelua

Suomalaiset huippuyritykset ja tutkimuslaitokset ovat yhdistäneet voimansa uuden sukupolven mobiiliverkkojen kehittämiseksi. Oulun yliopiston vetämä RF ECO3 -hanke tähtää tulevaisuuden 6G-teknologian kriittiseen osa-alueeseen: tehokkaampaan ja kestävämpään radiotaajuussuunnitteluun.

Yksinkertainen ratkaisu kasvattaa sähköauton akun eliniän jopa 19-kertaiseksi

Korelaisten POSTECHin (Pohang University of Science and Technology) ja Sungkyunkwanin yliopiston tutkijat ovat löytäneet uuden tavan pidentää sähköautojen litiumioniakkujen käyttöikää jopa 19-kertaiseksi – ilman uusia materiaaleja tai teknologioita. Ratkaisu on yksinkertainen: siinä pitää välttää akun täydellistä tyhjentämistä.

GaN tekee moottorinohjauksesta tehokkaampaa

GaN-teknologian edelläkävijä Navitas Semiconductor on julkistanut uuden GaNSense Motor Drive IC -piirisarjan, joka mullistaa moottorinohjauksen tehokkuuden ja integraation. Uusi ratkaisu yhdistää kaksi galliumnitridi-FET-transistoria (GaN FET), ohjauksen, suojaukset ja virranmittauksen yhteen, täysin integroituun piiriin.

DigiKey alkaa myymään vakiotyökaluja

DigiKey on lanseerannut oman, yksinoikeudella myytävän tuotesarjansa nimeltä DigiKey Standard. Uusi vakiokomponenttien valikoima koostuu sähkö- ja elektroniikkasuunnittelun perustyökaluista ja tarvikkeista, jotka ovat heti saatavilla nopeaan toimitukseen.

Kuutiosentin kokoinen projektori AR-laseihin

Itävaltalainen teknologiayhtiö TriLite tuo markkinoille uuden, vallankumouksellisen Trixel 3 Cube -projektorin, joka esitellään ensi kertaa yleisölle Display Week 2025 -tapahtumassa San Josessa, Kaliforniassa. Trixel 3 Cube on maailman pienin ja kevyin laserkeilaukseen perustuva projektionäyttö.

Lightning-liitäntä katosi Suomesta

Älypuhelinmarkkina Suomessa on käännekohdassa, kun sekä kuluttajakäyttäytyminen että uusi EU-lainsäädäntö muovaavat sitä nopeassa tahdissa. Vuoden 2025 ensimmäisellä neljänneksellä puhelinten ja oheislaitteiden myynti laski kappalemäärissä 1,1 %, mutta myynti euroissa nousi 2,7 prosenttia verrattuna edellisvuoden vastaavaan aikaan.

200 miljoonan käyttäjän avoin ODF täyttää 20 vuotta

Open Document Format (ODF), maailman ainoa laajasti käytetty avoin standardi toimistodokumenteille, on täyttänyt 20 vuotta OASIS-järjestön virallisena standardina. Yli 200 miljoonaa käyttäjää turvautuu ODF:ään arjessaan.

Realme näyttää, että kännykkäakuissa on paljon kehitettävää

Älypuhelinvalmistaja realme julkaisee ensi viikolla uudet realme 14 5G- ja realme 14T -mallit, jotka nostavat erityisesti akunkeston uudelle tasolle. Uutuusmallit on suunniteltu tarjoamaan poikkeuksellisen pitkän käyttöajan, ja ne haastavat kilpailijat keskiluokan älypuhelinmarkkinoilla.

EU:n Chips Act saa kovaa kritiikkiä: tavoitteet epärealistisia

Euroopan tilintarkastustuomioistuin on esittänyt voimakasta kritiikkiä EU:n puolijohdestrategiaa, eli niin sanottua Chips Actia, kohtaan. Tuoreessa raportissaan tuomioistuin toteaa, että ohjelman keskeinen tavoite – nostaa EU:n osuus kehittyneiden ja energiatehokkaiden puolijohteiden maailmanlaajuisesta tuotannosta 20 prosenttiin vuoteen 2030 mennessä – on nykymenolla saavuttamattomissa.

C++ sopii piirien suunnitteluun, mutta ei aina

Diplomi-insinööri Sakari Lahden tuore väitöskirjatutkimus Tampereen yliopistosta osoittaa, että korkean tason synteesi voi jopa puolittaa piirien kehitystyöhön kuluvan ajan verrattuna manuaaliseen RTL-suunnitteluun. Erityisesti FPGA-pohjaisissa projekteissa HLS tarjoaa huomattavan tuottavuushyödyn, kun aikaa vievät mikroarkkitehtuurin yksityiskohdat jätetään automaattisen työkalun huoleksi.

Uudenlainen valoanturi kiihdyttää optisen datansiirron nopeuden jopa 10-kertaiseksi

Elektroniikka- ja materiaaliteknologiayhtiö TDK on esitellyt vallankumouksellisen uuden valoanturin, joka lupaa kiihdyttää optisen datansiirron nopeuden jopa kymmenkertaiseksi nykyisiin teknologioihin verrattuna. Kyseessä on Spin Photo Detector – niminen muunnoselementti, joka yhdistää optiikan, elektroniikan ja magneettisuuden täysin uudella tavalla.

Tämän piti olla melkein mahdotonta – Wi-Fi 7 tulee IoT-käyttöön

Synaptics on rikkonut odotuksia tuomalla Wi-Fi 7 -teknologian kevyisiin ja vähävirtaisiin IoT-laitteisiin. Yhtiön uusi Veros-sarjan piiri tarjoaa huippunopeuden, matalan latenssin ja monipuolisen yhdistettävyyden, mikä avaa uusia mahdollisuuksia älylaitteille.

Uusi eSIM tulee Telenorin IoT-verkkoon

Telenor IoT ottaa käyttöön uuden sukupolven SGP.32-eSIM-standardin syksyllä 2025, vahvistaen asemaansa edelläkävijänä teollisen IoT-yhteyksien hallinnassa. Uusi standardi tuo merkittäviä parannuksia skaalautuvuuteen, hallinnan helppouteen ja energiankulutuksen optimointiin verrattuna aiempiin eSIM-ratkaisuihin.

Olisiko UWB parempi kuulokkeisiin kuin Bluetooth?

UWB-teknologia, joka lähettää dataa nopeina purskeina erittäin laajalla taajuusalueella (3,1–10,6 GHz), tarjoaa useita etuja perinteiseen Bluetoothiin verrattuna. Siinä missä Bluetoothin parhaatkin koodekit, kuten aptX Lossless ja LDAC, jäävät 1–1,2 megabitin sekuntinopeuksiin, UWB voi teoriassa tarjota yli 100 Mbps siirtonopeuden jopa 10 metrin säteellä.

Click-lisäkortti tarkkaan moottorinohjaukseen

MIKROE on julkaissut uuden Power Step 2 Click -lisäkortin, joka tuo erittäin tarkan ja tehokkaan moottorinohjauksen osaksi mikroBUS-ekosysteemiä. Uutuus sopii vaativiin sovelluksiin, kuten robotiikkaan, lääkintälaitteisiin, antennien suuntaukseen sekä turvajärjestelmiin.

Rekoistakin pitää tulla hiilivapaita

Maantiekuljetukset ovat elintärkeitä talouselämälle. Kuorma-autoilla kuljetetaan ruokaa, tarvikkeita, materiaaleja ja monia muita tavaroita mihin tahansa paikkaan. Vaikka keskiraskaiden ja raskaiden kuorma-autojen osuus maailman ajoneuvoista on vain neljä prosenttia, niiden osuus tieliikenteen hiilidioksidipäästöistä on 40 prosenttia, tehden niistä kasvihuonekaasupäästöjen päälähteen, joka on otettava huomioon pyrittäessä kohti hiilivapautta.

Lue lisää...

Kovaa käyttöä kestävät koneet voi ostaa palveluna

Kenttätyö vaatii kovia koneita – ja nyt ne saa palveluna. Panasonicin uusi Toughbook Mobile-IT As-A-Service (MaaS) -ratkaisu mullistaa tavan, jolla liikkuvaa työtä tukevat laitteet ja IT-palvelut hankitaan ja hallitaan. Ei enää isoja kertahankintoja, pitkiä IT-projekteja tai laitteiden elinkaaren miettimistä – nyt saat kaiken tarvittavan helposti ja kuukausimaksulla.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: 6G
Oulussa 13.5.2025 (rekisteröidy)
Espoossa 14.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article