ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT

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...

ETNtv

 
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Luotettavuutta ja suorituskykyä pienemmässä koossa

Tietoja
Kirjoittanut Edward Ong, Power Integrations
Julkaistu: 26.09.2014
  • Komponentit

Teholähteiden pitää olla entistä integroidumpia. Usein elegantein ratkaisu on valita uudenlainen kotelotyyppi teholähteen komponentteihin.

Artikkelin kirjoittaja Edward Ong vastaa keski- ja suuritehoista teholähteiden markkinoinnista Power Integrationsissa. Nykyisessä tehtävässään hän on toiminut neljän vuoden ajan. Aiemmin Edward työskenteli Emerson Network Powerilla 10 vuoden ajan vastaten uusien tuotteiden lanseerauksesta. Hänellä on elektroniikkainsinöörin tutkinto Mapuan filippiiniläisestä Mapuan teknologiainstituutista sekä liiketoiminnan tutkinto Phoenixin yliopistosta.

Markkinoille on tulossa uusia IC-koteloita, jotka tuovat monia etuja vanhempiin tehopiirien koteloihin verrattuna. Siinä missä perinteinen 30 watin teholähde oli toteutettu mosfeteilla TO-220-kotelossa, jäähdytyslevyllä ja erillisellä SO-8-koteloidulla ohjaimella, tänään mosfet ja ohjainpiiri on yhdistetty yhteen, moderniin IC-koteloon, joka käyttää piirikortin kuparijohtimia jäähdytyselementteinä parantaen sen lämpöominaisuuksia. Tällaiset uudet komponentit parantavat tuotteen suorituskykyä ja alentavat sen kustannuksia ilman, että valmistajan tarvitsee investoida uusiin tuotantolaitteisiin tai erikoisprosesseihin päästääkseen hyödyntämään uusia suunnitelmia.

Ohuempi profiili

Yksi esimerkki uuden sukupolven tehopiirien koteloista on Power Innovationsin eSIP (single-in-line), jonka lämpöimpedanssi on yhtä matala kuin perinteisen TO-220:n, mutta jonka 10 millimetrin korkeus on vain puolet TO-220:n korkeudesta. Tämä formaatti sopii ihanteellisesti ohuempiin elektroniikkalaitteisiin kuten LCD-näyttöihin, litteisiin televisioihin ja digipäätteisiin.

Muihin eSIP:n etuihin kuuluvat TO-220:n kaltainen lämpöimpedanssi koteloliitännässä, lämpöä haihduttava metallikieleke integroidun mosfetin lähteen vieressä, mikä vähentää EMI-kohinaa, ja mahdollisuus käyttää yksinkertaista liittimellä kiinnitettävää jäähdyslevyä, mikä alentaa valmistuskustannuksia ja parantaa luotettavuutta. eSIP voidaan liittää jäähdytyselementtiin nipistimillä, kaksipuoleisella lämpöä johtavalla teipillä tai lämpöä johtavalla liimalla. Muoviklipsejä pitää paikallaan ruuvi ja ne toimivat kotelon etupintaa painamalla. Lämpö johtavat liimat mahdollistavat erilaisten alustojen pysyvän asennuksen, mikä yksinkertaistaa kokoonpanoa.

Yksi Power Integrationsin asiakkaista käyttää L:n muotoon taivutettua versiota eSIP:stä (asennuskorkeus 2,1 mm) valmistaakseen ultraohuen 65 watin teholähteen kannettavalle tietokoneelle. Kun jäähdytyselementti on kiinnitetty Power Integrationsin TOPSwitch-piiriin lämpöä johtavalla liimalla, tuloksena oleva adapteri on vain 15 millimetriä paksu.

Enemmän tilaa

Turvallisuuden ja luotettavuuden takia korkean jännitteen teholähteiden kotelomäärityksissä nastojen etäisyyksillä on tärkeä merkitys. 90-264 voltin AC-virralla toimiva kytkinteholähteessä (switch-mode) on useita korkean jännitteen terminaaleja, jotka vaativat asianmukaisen tilan ja eristyksen. Nastojen väleistä tulee yhä tärkeämpiä kun teholähdettä käytetään ympäristöissä, joissa on epäpuhtauksia ilmassa, joissa nastojen ja tyynyjen (pad) välien pitää olla pidempiä. Turvallisuusstandardi UL60950 määrittelee kahden johtavan nastan välisen minimietäisyyden tai piirikortin pintojen välisen etäisyyden.

Pesukoneen teholähde on tyypillinen sovellus, joka toimii pölyn ja kosteuden keskellä. Vierekkäisten korkeajännitteisten nastojen siltaaminen näiden epäpuhtauksien takia voi aiheuttaa ennenaikaisia toimintahäiriöitä. Koneissa, jotka edelleen käyttävät erillistä mosfetia standardissa TO-220-kotelossa tätä riskiä yritetään yleensä pienentää eristyslevyllä tai päällysteellä, mutta nämä ovat aikaa vieviä tuotantovaiheita, jotka lisäävät prosessin kustannuksia.

Jotkut kodinkonevalmistajat hyödyntävät nyt Power Integrationsin kehittämiä koteloita päästäkseen eroon hankalista tuotantovaiheista. Tämä johtuu siitä, että PI:n koteloissa nastojen ja tyynyjen väli on pitkä, ja siksi pinta- ja ilmavälit ovat parempi kuin TO-220-koteloissa.

Kuvat 1 ja 2 vertaavat graafisesti nastoitusta ja piirikortin tyynyjen etäisyyksiä TO-220:n ja Power Integrationsin kehittämien koteloiden välillä. Punaiset viivat ilmaisevat UL60950-määritysten minimivaatimuksia eristyksille. Viivan yläpuolella olevat kotelot vastaavat tai ylittävät UL60950:n arvot ilma- ja pintaväleille. (Koteloa voidaan kuitenkin käyttää vaikka sen nastojen ja tyynyjen eätisyydet ovat UL60950-määrityksiä lyhyempiä, kunhan laitteet läpäisevät vaaditut turvallisuustestit.)


Kuva 1. Eri kotelotyyppien ilmavälien vertailut.


Kuva 2. Eri kotelotyyppien pintavälien vertailut.

Käyttämällä eDIP-, PDIP-8- tai SMD-8-koteloita laitevalmistajat ovat voineet päästä yleisten luotettavuus- ja turvamääritysten yläpuolelle, ja lisäksi pystyneet alentamaan teholähteiden korkeutta ja pienentämään niiden kokoa.

eDIP-kotelosta on tullut erityisen hyödyllinen ratkaisu kodinkoneiden 40-wattisille ja sitä pienempitehoisille teholähteille, koska sen kanssa ei tarvitse käyttää ulkoista jäähdytyselementtiä. eDIP-kotelossa nastojen toinen rivi liitetään integroituun mosfetin lähteeseen (joka tuottaan ison osan lämmöstä). Juottamalla nämä nastata piirikortin kuparialueeseen piirikortista itsestään tulee jäähdytyselementti. Esimerkiksi RDK-242 - 12-volttinen, 30 watin teholähde - joka toimii universaalista tuloalueesta käyttämällä eDIP-koteloitua TOPSwitch-JX TOP266VG-piiriä voidaan istuttaa piirilevyllä vain 2 x 4,8 tuuman alaan ilman metallista jäähdytyselementtiä. TOPSwitch-JX -piiri on tyypillinen Power Integrationsin integroitu ratkaisu: se säilyttää käytännössä vakioisen hyötysuhteen laajalla kuorma-alueella ilman erikoisia toimintamoodeja. Piirin 132 kilohertsin kytkentätaajuus (toisin kuin erillisen mosfetin 70-100 kilohertsin taajuus) myös osaltaan pienentään muuntimen kokoa.



Kuva 3. Piirikortin komponenttipuoli.

Kuva 4. Piirikortin juotospuoli.

Suojautuminen ilman johtavilta epäpuhtauksilta

Tuuletinjäähdytteiset teholähteet ovat toinen sovellusalue, jossa PI:n kotelot tuovat paremman luotettavuuden pidemmän nasta- ja tyynyvälin ansiosta. Esimerkiksi datakeskuksissa palvelinten teholähteet voivat mennä toimintakyvyttömiksi imiessään sisäänsä ilman epäpuhtauksia kuten metallipiikkejä (whiskers). Nämä takertuvat teholähteiden piirikorteille aiheuttaen oikosulkuja. Erityisen riskin palvelimien teholähteille muodostavat sinkkipiikit, jotka muodostuvat sinkkipäällysteisten lattialaattojen sisäpuolelle (joita käytetään kohotetuissa lattioissa). Nämä pääsevät ilmaan huoltotöiden yhteydessä.

TO-220-koteloita käyttävien suunnittelujen pelastus on lisätä ratkaisuun eristävä vaippa tai muotoiltu päällyste. Mutta PI:n pitkälle mietity kotelot ovat yksinkertaisempi ratkaisu. Samanlaisia etuja saavat kaikki tuotteet, joissa ilma kulkee teholähteen läpi. Esimerkkejä kaupallisesti saatavilla olevista tuuletinjäähdyteisistä teholähteistä näkyy kuvassa 5. Johtavat epäpuhtaudet voivat päätyä teholähteisiin ilmastointireikien kautta.

Kuva 5. Kaupallisesti tarjolla olevia tuuletinjäähdytteisiä teholähdeyksiköitä.

On selvää, että nämä älykkäästi koteloidut integroidut tehopiirit tarjoavat merkittäviä etuja teholähteiden suunnittelijoille sekä piirilevytilan että suorituskyvyn osalta, mutta yllättäen niillä päästään myös eroon joistakin konstikkaista tuotantovaiheista. Ehkäpä se kaikkein käytännöllisin suunnitteluratkaisu on valita kaikkein elegantein ratkaisu.

Lisätietoa Power Integrationsin erilaisista IC-koteloratkaisuista ja niiden sovelluskohteista löytyy osoitteesta http://www.powerint.com/en/design-support/package-information.

MORE NEWS

Rohde ajatteli spektrianalyysin uusiksi

Rohde & Schwarz on mullistanut signaali- ja spektrianalyysin tuomalla markkinoille täysin uudenlaisen FSWX-analysaattorin. Uutuuslaite haastaa perinteisen arkkitehtuurin yhdistämällä monikanavaisen mittauksen, sisäisen ristiinkorrelaation ja laajakaistaisen analyysin. Aiemmin näitä ominaisuuksia ei ole nähty yhdessä ja samassa laitteessa.

Elisa kiihdyttää 5G:tä, mutta kovemmat nopeudet ovat harvojen herkkua

Elisa ja Nokia laajentavat 5.5G-verkon eli 5G Advancedin kattavuutta Suomessa ja Virossa, mutta verkon hyödyt jäävät vielä harvojen käyttöön päätelaitteiden puutteen vuoksi. Elisan teknologiajohtaja Sami Komulaisen mukaan uusi verkko on jo käytössä tietyillä alueilla. - Elisan 5.5G kattaa tällä hetkellä osan pääkaupunkiseudusta sekä Tampereen, Turun ja Jyväskylän aluetta, Komulainen sanoo.

USA pelkää, että kiinalaiset aurinkokennotkin vakoilevat

Yhdysvaltalaiset turvallisuusviranomaiset varoittavat, että kiinalaisissa aurinkosähköjärjestelmissä voi piillä dokumentoimatonta viestintälaitteistoa – ja että nämä voivat mahdollistaa vakoilun tai jopa sabotaasin sähköverkkoon.

AMD:n uusi tekoälyprosessori nostaa riman korkealle

AMD on julkistanut uuden sukupolven Instinct MI350 -sarjan grafiikkaprosessorit, jotka on suunniteltu erityisesti generatiivisen tekoälyn ja huipputason laskennan vaatimuksiin. Uutuudet lupaavat jopa nelinkertaista laskentatehoa ja merkittäviä parannuksia energiatehokkuudessa aiempiin sukupolviin verrattuna.

Trian uusin tukee Windowsia, Androidia ja Linuxia

Sulautettujen tietokonealustojen valmistukseen erikoistunut Tria on julkistanut uuden perheen laskentamoduuleja, jotka perustuvat Qualcommin Dragonwing-prosessoreihin ja tukevat nyt kolmea eri käyttöjärjestelmää: Windows 11 IoT Enterprisea, Androidia sekä Yocto Linuxia.

Yksi koodi, monta laitteistoa

ETN - Technical articlePrototyyppien kehitystyössä nopeus on valttia. Markkinoilla menestyvät sovellukset, joilla aikaan saadaan uusia ja virtaviivaistetaan jo olemassa olevia palveluita. Nykyisin käytössä oleviin sulautettuihin järjestelmiin saadaan lisää toimintoja hyödyntämällä data-analytiikan ja koneoppimisen kaltaisia tekniikoita reaaliaikaisen sensoridatan käsittelyn tehostamisessa. Myös käyttöliittymien kehittymisen tuomien etujen hyödyntäminen helpottaa automaattisten järjestelmien kasaamista ja ohjausta.

Varo matoja kekseissä!

Harvoin tietoturvatiedotteet osuvat näin ytimekkäästi: HP:n varoitus matkailijoille paljastaa evästehuijauksen, joka saattaa päätyä laitteeseesi troijalaisena. Kesälomakauden kynnyksellä matkailijoita vaanii uusi, ovelasti naamioitu tietoturvauhka.

Kaikkein nopeimpien langattomien signaalien testaaminen onnistuu nyt tabletilla

Saksalainen Aaronia esittelee San Franciscon IMS 2025 -messuilla maailman nopeimmat kannettavat reaaliaikaiset spektrianalysaattorit, jotka mahdollistavat jopa yli 3 000 GHz/s pyyhkäisyn – ja kaiken tämän voi tehdä kentällä suoraan tabletilla.

Nokialle tärkeä 5G-sopimus Tšekkiin

Nokia on solminut merkittävän 5G Standalone -verkkosopimuksen Tšekin suurimman operaattorin, O2 Czech Republicin, kanssa. O2 ottaa käyttöön Nokian pilvinatiivin 5G SA Core -ratkaisun, mahdollistaen kehittyneet 5G-palvelut, kuten verkkoleikkaukset, alhaisen viiveen sovellukset ja korkean tietoturvan.

Tamperelainen Unikie voi kasvaa suureksi robottirekkojen ohjaajaksi

Tamperelainen ohjelmistoyhtiö Unikie on ottamassa merkittävän askeleen kohti eurooppalaista läpimurtoa robottiajoneuvojen ohjauksessa. Yritys on solminut globaalin kumppanuuden Deutsche Telekomin kanssa. Tavoitteena on tuoda älykästä automaattista ajoneuvologistiikkaa teollisuusalueille, varikoille ja tuotantolaitoksiin ympäri Eurooppaa – ja mahdollisesti myös sen ulkopuolelle.

Uutuuspiiri vahvistaa tulevia PCIe 6 -signaaleja

Diodes Incorporated on esitellyt ensimmäisen PCI Express 6.0 -nopeuksiin (jopa 64 GT/s) yltävän vahvistinpiirin, joka parantaa signaalin laatua uusimman sukupolven liitäntätekniikoissa. Uusi PI3EQX64904 on lineaarinen, nelikanavainen PAM4-vahvistin, jonka tehtävänä on varmistaa luotettava tiedonsiirto vaativissa sovelluksissa, kuten datakeskuksissa, tekoälyjärjestelmissä ja suurteholaskennassa.

Nokia luottaa AMD:n uusimpaan 5G-pilvilaskennassa

Nokia ottaa käyttöön AMD:n 5. sukupolven EPYC-prosessorit osana 5G-verkkonsa pilvi-infrastruktuuria. AMD:n suorituskyky ja energiatehokkuus tukevat Nokian Cloud Platformia, joka toimii 5G-runkoverkon eli 5G Coren laskenta-alustana.

10 wattia sokeripalan kokoisesta teholähteestä raiteille

Traco Powerin uusi TMR 10WIR -sarja tarjoaa jopa 10 watin tehon vain sokeripalan kokoisessa SIP-8-metallikotelossa. Poweri on kvalifioitu käyttöön rautateillä. Kompakti DC/DC-muunnin on suunniteltu erityisesti vaativiin liikenne- ja teollisuussovelluksiin, joissa tila on kortilla, mutta laatuvaatimukset korkealla.

Datan lähettäminen näkyvällä valolla on turvallisempaa

Langattoman tiedonsiirron uusin läpimurto perustuu näkyvään valoon. Skotlantilainen pureLiFi on julkaissut uuden Kitefin XE -järjestelmän, joka mahdollistaa nopean ja erittäin turvallisen langattoman yhteyden ilman perinteisiä radiotaajuuksia, kuten WiFi- tai mobiiliverkkoja.

LUMI on nyt maailman yhdeksänneksi tehokkain

Suomen CSC:n ylläpitämä LUMI-supertietokone on rankattu maailman yhdeksänneksi tehokkaimmaksi supertietokoneeksi tuoreessa kesäkuun 2025 TOP500-listauksessa. Samalla se on koko kärkikymmenikön energiatehokkain järjestelmä.

Samaa koodia Arm- ja RISC-V-prosessoreille

Sulautettujen järjestelmien ohjelmistokehittäjille koittaa helpotus. Ruotsalainen IAR on julkaissut päivitetyt versiot työkaluistaan, jotka mahdollistavat saman lähdekoodin hyödyntämisen sekä Arm- että RISC-V-arkkitehtuureissa. Tämä avaa merkittäviä mahdollisuuksia kustannustehokkaaseen ja skaalautuvaan tuotekehitykseen erityisesti auto-, teollisuus-, lääketekniikka- ja IoT-markkinoilla.

Yksi ainoa siru optimoi sähköauton akuston

Sveitsiläinen LEM on lanseerannut uuden virranmittausyksikön sähköajoneuvojen  akkujen hallintaan. Ensimmäistä kertaa markkinoilla LEM on yhdistänyt shuntti- ja avoimen silmukan Hall-ilmiöteknologiat yhteen osaan, jota kutsutaan hybridivalvontayksiköksi (HSU). Uutuudella yhtiö vastaa pienen tilantarpeen, alhaisen kustannustason ja korkeimman turvallisuustason haasteisiin sähköautojen akkujen hallintajärjestelmissä.

Pieni parannus pidentää langattomien hiirten käyttöaikaa merkittävästi

Renesas esittelee ensimmäisen mikropiirin, joka tukee uutta USB-C 2.4 -standardia – vaikutukset ulottuvat suoraan langattomien pelihiirten virrankulutukseen ja yhteensopivuuteen. Langattomien pelihiirten yksi suurimmista haasteista on ollut virrankulutuksen ja suorituskyvyn tasapainottaminen. Uusin päivitys USB-C-standardiin voi vaikuttaa tähän yllättävän paljon.

Uusi RTOS alkaa vallata pieniä mikro-ohjaimia

Sulautettujen järjestelmien maailma on saamassa uuden suunnan, kun PX5 RTOS – uusi reaaliaikakäyttöjärjestelmä ThreadX:n alkuperäiseltä kehittäjältä William Lamielta – alkaa nousta esiin vaihtoehtona pieniin ja vaativiin mikro-ohjainympäristöihin. Viimeisin merkittävä askel tässä kehityksessä on saksalaisen debuggausjätti Lauterbachin ilmoitus täysimittaisesta TRACE32-tuesta PX5:lle.

Tässä toukokuun pahimmat haittaohjelmat

Tietoturvayritys Check Pointin toukokuun haittaohjelmakatsaus paljastaa, että FakeUpdates on yhä yleisin sekä Suomessa ja maailmalla. Raportin mukaan FakeUpdates vaikutti 5,41 prosenttiin organisaatioista maailmanlaajuisesti. Suomessa sen esiintyvyys oli 3,80 prosenttia.

ETNdigi 1/2025 is out
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Yksi koodi, monta laitteistoa

ETN - Technical articlePrototyyppien kehitystyössä nopeus on valttia. Markkinoilla menestyvät sovellukset, joilla aikaan saadaan uusia ja virtaviivaistetaan jo olemassa olevia palveluita. Nykyisin käytössä oleviin sulautettuihin järjestelmiin saadaan lisää toimintoja hyödyntämällä data-analytiikan ja koneoppimisen kaltaisia tekniikoita reaaliaikaisen sensoridatan käsittelyn tehostamisessa. Myös käyttöliittymien kehittymisen tuomien etujen hyödyntäminen helpottaa automaattisten järjestelmien kasaamista ja ohjausta.

Lue lisää...

OPINION

Onko tekoäly nyt uusin uhka tietoturvalle?

Tekoäly on tullut jäädäkseen – siitä ei ole epäilystäkään. Mutta mitä tapahtuu, kun siitä tulee myös kyberturvallisuuden suurin uhka?

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Rohde ajatteli spektrianalyysin uusiksi
  • Elisa kiihdyttää 5G:tä, mutta kovemmat nopeudet ovat harvojen herkkua
  • USA pelkää, että kiinalaiset aurinkokennotkin vakoilevat
  • AMD:n uusi tekoälyprosessori nostaa riman korkealle
  • Trian uusin tukee Windowsia, Androidia ja Linuxia

NEW PRODUCTS

  • 10 wattia sokeripalan kokoisesta teholähteestä raiteille
  • Bluetoothin uudet ominaisuudet käyttöön pienellä USB-tikulla
  • Yksi piiri pidentää langattoman laitteen käyttöaikaa
  • Tehoa ja tarkkuutta teolliseen skannaukseen
  • Kenttälaitteita helposti teollisuusverkkoon
 
 

Section Tapet