ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
Oct 29/9 30/9 # Rohde supersquare
Nov # TME (2) square

ETNtv

Watch ECF videos

 
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Ziphera
  • 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

 2022  # square  (4)
TMSNet  advertisement
ETNdigi
Jan # Farnell sajt skyskrapa
ecf 2023 - reklam
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Tweet

TECHNICAL ARTICLES

Älyä ohjaukseen

Tietoja
Kirjoittanut Joseph Julicher, Microchip
Julkaistu: 13.10.2014
  • Suunnittelu & ohjelmointi

Energiatehokkuus on nykyään helppoa toteuttaa. Älyä saadaan teholähteen ohjaukseen monella tavalla. Uusimmissa tekniikoissa teholähdettä ohjataan kokonaan mikro-ohjaimella.

Artikkelin kirjoittaja Joseph Julicher toimii suunnittelupäällikkönä Microchip Technologyllä. Hän vetää tällä hetkellä 8-bittisten mikro-ohjainten kustannustehokkuuden parantamiseen keskittyvää kehitystiimiä. Viimeisen vuoden ajan hänen ryhmänsä on valmistellut MPLAB Code Configurator -työkalun lanseeraamista. Josephilla on laaja kokemus esimerkiksi PC-, MacIntosh-, linux- ja iOS-ohjelmoinnista.

On hyvin vähän integroitua elektroniikkaa, joka ei vaatisi jonkinlaista tehonsäätelyä. Oli kyse sitten yksinkertaisesta virta/jännitelähteestä tai edistyneemmästä, optimoidusta ratkaisusta. Kun tehokkuutta halutaan koko ajan parantaa, on tullut yleiseksi lisätä jonkinlaista älykkyyttä yksinkertaisimpaankin laitteeseen. Jopa suhteellisen karkea ohjausalgoritmi voi vähentää tehonkulutusta. Hieman suuremmalla vaivannäöllä mihin tahansa laitteeseen voidaan tuoda edistyneitä ominaisuuksia kuten maksimitehon seurannan, edistynyt akun lataaminen, ympäristötietoiset asetukset ja parantunut vikasietoisuus.

Tämä sopii täydellisesti edullisiin mikro-ohjaimiin. Jopa pienin piiri on nyt riittävän tehokas ajamaan monimutkaisia algoritmeja esimerkiksi kone- ja käyttöliittymissä. Kyky tukea jotain standardisoitua tietoliikenneliitäntää, kuten Smbus-, LIN- tai ethernet-väylää tuo yhden askeleen lisää käyttöarvoa.

Riski & Palkinto

Alhaisen riskin metodi tehon älykkäämmäksi tekemiseksi on yksinkertaisesti monitoroida teholähdettä mikro-ohjaimella ja tuoda sen mittaamat parametrit takaisin järjestelmään jollakin tietoliikenneväylällä. Tämä lähestymistapa vaatii minimaalisen vähän lisäkomponentteja ja -suunnittelua. Tyypillisesti jokin jännitteen, virran ja ehkä lämpötilan valvontametodin lisääminen riittää. Muiden parametrien kuten kuormajakson tai tehon syöttötaajuuden monitorointi mahdollistaa tehoon liittyvien ominaisuuksien kuten jännitetasojen edistyneemmän kontrollin.

Moni hakkuriteholähteiden kytkinpiirejä toimittava yritys tarjoaa metodeja muokata piirien toimintoja kriittisten parametrien mittaustulosten perusteella. Tämä on yksinkertainen keino parantaa tehokkuutta ja se voidaan tehdä laajalla valikoimalla mikro-ohjaimia. Sarjaliitäntöjen kautta ohjain pystyy muuttamaan teholähteen toiminnallisuutta monitoroitujen parametrien perusteella.

Tämän lähestymistavan lisäetuna itse teholähde pysyy teholähdepiirin hallinnassa, mikä tarkoittaa ettei suunnittelutiimillä tarvitse olla mitään erityistä teholähteiden suunnittelutietämystä. Riittää, että ymmärtää parametrit, joilla teholähteen toimintoja voidaan muuttaa, ja niiden vaikutukset. Päähallinta pysyy teholähdepiirin suunnittelijan käsissä.

Seuraava vaihe toteutuksessa - joka muuten tuo potentiaalisesti merkittäviä kustannussäästöjä - on integroida teholähdepiirin ja mikro-ohjaimen toiminnallisuus yhdelle sirulle. Yhä useammin tämä on mahdollista tehdä suorituskykyisellä mikro-ohjaimella, joka on tiiviisti liitetty nopeasti näytteistävään AD-muuntimeen. Tämä lähestymistapa tuottaa täysin digitaalisen ohjelmistopohjaisen toteutuksen. Luonnollisesti tämä lähestymistapa vaatii enemmän teholähdepiirin suunnitteluosaamista ja suorituskyky riippuu aina siitä, kuinka paljon laskentatehoa mikro-ohjaimesta saadaan irti. Tätä puolestaan usein rajoittaa järjestelmätason tehovaatimukset.

Hybridilähestymistapa

Kahden edellä kuvatun lähestymistavan väliin jää ratkaisu, jota jotkut kutsuvat hybridilähestymistavaksi. Tässä tapauksessa sekasignaaliohjaimelle on integroitu tarvittavat analogiaoheislaitteet. Yksi tällainen piiri on PIC16F753. Tällä sirulla on esimerkiksi operaatiovahvistin, DA-muunnin, komparaattorit ja PWM-ohjain yhdessä 14-nastaisessa ohjainpiirissä.

Jokainen oheislaite on ohjelmoitavissa, joten niitä voidaan yhdistää monin eri tavoin erilaisiksi virtaohjatuiksi teholähteiksi. Ohjelmallisesti ohjattavina niiden konfigurointi on dynaamista, eli ne voidaan sovittaa muuttuviin teholähdeolosuhteisiin. Laite voidaan esimerkiksi konfiguroida toimimaan valmiustilassa yksinkertaisena firmware-ohjelmistolla toimivana syöttöregulaattorina. Teholähde voidaan kuitenkin nopeasti uudelleenkonfiguroida jatkuvalähtöiseen tilaan eri toimintataajuudella, kun sovellus vaatii lisää tehoa.

Koska teholähteen ohjaaminen tapahtuu kokonaan mikro-ohjaimella, suunnitteluun ei tarvitse myöhemmässä vaiheessa lisätä ulkoisia komponentteja. Tämä sekä yksinkertaistaa suunnittelua että vähentää komponenttien määrää. Täysin integroituna ratkaisuna firmware-ohjelmistolla on täysi näkyvyys teholähteen parametreihin ilman, että suunnitteluprosessi juurikaan muuttuu. Samalla teholähteen suunnittelutiimi voi kehittää ja verifioida suunnittelun tietoliikenne- ja älyliitännät.

Kuva 1. Tyypillinen PIC16F753-piiriin pohjaava teholähde.

Tyypillinen PIC16F753-piiriin pohjaava teholähde on esitetty kuvassa 1. Useimmat toteutukset ovat pieniä variaatioita yleisestä hakkuriteholähdemallista. COG-generaattori (Complementary Output Generator) tuottaa lähdön, jonka kuollut alue on ohjelmoitavissa nousevasta ja putoavasta tulosta. Komparaattori C1 tuottaa putoavan reunan, kun virta ylittää kompensaattorin lähtöarvon. CCP ja C1 voidaan yhdistää tuottamaan maksimikuormajakso, jota tarvitaan joissakin topologioissa (boost, flyback ja SEPIC). Operaatiovahvistin tuottaa palautteen ja kompensaation, DA-muunninta käytetään tuottamaan operaatiovahvistimen referenssijännite (vaikka myös kiinteätä referenssijännitettä FVR voidaan käyttää, mikäli ohjelmoitavia tasoja ei vaadita). Kompensaattori voidaan resetoida komparaattoreilla tai COG-moduulilla.

Tällaiseen suhteellisen yksinkertaiseen konfiguraatioon voidaan lisätä älyä, jonka myötä se taipuu laajaan valikoimaan sovelluksia.

Lopuksi

Älyn lisäämisellä teholähteeseen on pitkälle meneviä hyötyjä. Se voidaan saavuttaa yksinkertaisesti lisäämällä suunnitteluun mikro-ohjain tai perusteellisemmin käyttämällä suorituskykyisempää täysin integroitua ratkaisua. Sellainen on esimerkiksi tehokas dsPIC- tai sekasignaaliohjain, jolle on integroitu kaikki tarvittavat oheislaitteet yhden sirun hakkuriteholähteen kytkinpiirin toteuttamiseksi.

Toteutustavasta riippumatta älykäs tehonsyöttö voi vaikuttaa merkittävästi sähkölaitteen toimintaan ja - mikä on vielä tärkeämpää - sen tehokkuuteen. Tämän päivän suorituskykyisillä, kustannustehokkailla ja täysin integroiduilla ratkaisulla älyn lisääminen on järkevämpää kuin koskaan aiemmin.

back to top
MORE NEWS

Aurinkosähköauto tulee jo tänä vuonna

Suomessakin yhä suurempi osa uusista autoista on sähkökäyttöisiä. Saksalainen Sono Motors on viemässä sähköauton ideaa pidemmälle, sillä sen Sion-malli on päällystetty polymeeripohjaisella aurinkokennolla. Se lupaa halpoja kilometrejä.

Nappikuulokkeisiin tulee puheentunnistus

Eikö olisi näppärää, jos nappikuulokkeita voisi ohjata puheella? ”Seuraava kappale”, ”soita XX:le”, ”lisää volyymiä”, ja niin edelleen? Tämä voi pian olla mahdollista, sillä kanadalainen Fluent.AI sanoo istuttaneensa puheentunnistusalgoritmista DSP-piirille, joka sopii nappikuulokkeisiin.

Haluatko korvata 8-bittisen 32-bittisellä? Näillä pääset alkuun

STMicroelectronics on laajentanut suositun 32-bittisen STM32-mikro-ohjainperhettään tähän asti edullisimmilla ohjaimilla. STM32C0 on siinä mielessä merkityksellinen piiriperhe, että sillä voidaan korvata vanhoja 8-bittisiä ohjaimia monissa sulautetuissa sovelluksissa.

Lähes joka viides 5G-verkko on avoin vuonna 2026

Open RAN on avoin verkkotekniikka, joka perustuu 3GPP:n 5G-standardeihin ja Open RAN Alliancen kehittämiin määrityksiin. Vielä avoimia verkkoja on käytössä varsin vähän, mutta tutkimuslaitos Dell´Oro arvioi, että vuonna 2026 jo 15-20 prosenttia mobiiliverkoista perustuisi ORAN-tekniikkaan.

Sähköauto vie voimansiirron korkeampiin jännitteisiin

Siirtyminen sähköautoihin mullistaa ajoneuvojen voimansiirron ja vaatii uusia komponenttiratkaisuja. Tässä artikkelissa esittelemme korkeajännitesovelluksia käyttävää sähköajoneuvojen tekniikkaa ja esittelemme Samsung Electro-Mechanicsin korkeajännitteisen autojen MLCC-komponentit (monikerroksiset keraamiset kondensaattorit).

Windows 10:n myynti loppuu

Vuodenvaihteessa ylivoimaisesti suosituin Windows-versio oli vuonna 2015 esitelty Windows 10. Kaikista Windows-mikroista kympin osuus oli karvan alle 68 prosenttia. Ylihuomisesta lähtien sen myynti kuitenkin päättyy.

Menikö tämä ohi? ChatGPT on kyberturvan painajainen

Israelilainen Check Point Software on saanut uuden Suomen ja Baltian maajohtajan. Fortinetilta tullut Viivi Tynjälä aloittaa tilanteessa, jossa kybersodassa on astuttu kokonaan uuteen, tekoälyn hallitsemaan aikaan. - ChatGPT:tä on jo käytetty muun muassa haittaohjelmien koodin ja tietojenkalastelusähköpostien kirjoittamiseen, Tynjälä muistuttaa.

ChatGPT nostaa panostuksia kyberturvaratkaisuihin

Yritykset investoivat erilaisiin kyberturvaratkaisuihin tänä vuonna 223,8 miljardia dollaria. Jättimäinen summa kasvaa edellisvuodesta 13,2 prosenttia, kertoo Canalys-tutkimuslaitos. Yksi kasvun moottoreista on tekoäly.

Hyperspektrikamera yhdistää kolme anturia

Kuvantamistekniikoissa mennään koko ajan yhä integroidumpiin ratkaisuihin yhä laajemmalla spektrin alueella. Belgialaisessa IMEC-tutkimuskeskuksessa on kehitetty hyperspektrikamera, joka osaa kuvata näkymää infrapunan ja sen lähialueella sekä näkyvän valon alueella.

Intel lopettaa RISC-V-hautomon raskaiden tappioiden keskellä

Intelillä oli erittäin vaikea neljäs vuosineljännes. Liikevaihto putosi 32 prosenttia 14 miljardiin dollariin ja tappiota kertyi 661 miljoonaa dollaria. Yhtiö ryhtyi samantien leikkaamaan monia toimintoja ja yksi leikkauksen kohteista on RISC-V Pathfinder -ohjelma, joka oi eräänlainen RISC-V-pohjaisten suunnittelujen hautomo.

TMSNet  advertisement
 2022  # mobilbox
Sep Oct # Rohde mobilbox
Jan # Farnell  mobilbox f skyskrapa

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Kuinka suunnitella ToF-kamerajärjestelmä?

Monessa konenäkösovelluksessa vaaditaan erilaisten kohteiden etäisyyksien tarkkaa mittaamista. Tämä artikkeli tarjoaa yleiskatsauksen jatkuvan säteilyn (Continous Wave) CMOS-pohjaisen ToF-kamerajärjestelmän tekniikkaan ja sen eduista perinteisiin 3D-kuvausratkaisuihin verrattuna.

Lue lisää...

OPINION

Electronica-raportti: miltä näyttää 40 tuntia osastolla?

Electronica-messut palasivat rytinällä viime viikolla, kun yli 70 000 vierasta tutustui reilun 2000 yrityksen osastoihin ja laajaan seminaaritarjontaan. Käytävillä Electronica tuntuu ruuhkaiselta osastojen kavalkadilta, mutta entäpä messukokemus näyttelyosastolla? EG Electronicsin Maarit Hämeen-Anttila vietti messuosastolla neljä päivää. Alla hänen messuraporttinsa.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Aurinkosähköauto tulee jo tänä vuonna
  • Nappikuulokkeisiin tulee puheentunnistus
  • Haluatko korvata 8-bittisen 32-bittisellä? Näillä pääset alkuun
  • Lähes joka viides 5G-verkko on avoin vuonna 2026
  • Sähköauto vie voimansiirron korkeampiin jännitteisiin

NEW PRODUCTS

  • Benderin tuotteet Enkom Activen edustukseen
  • Lisää vauhtia USB- ja Ethernet-liittimiin
  • Paikannusmoduuli kestää 105 asteen lämpötilan
  • Kymmenien tuhansien solmujen mesh-verkkoon uusia moduuleja
  • Nopeampi Wi-Fi käyttöön nostalgisesti tikulla
 

NEWSFLASH

twitter
ETN_fi @ETN_fi
ETN_fi This is why Nokia lost the game in mobile phones - an insiders view https://t.co/NB5Wndkx5p
joulu 12 • reply • retweet • favorite
ETN_fi @OnePlus_FI lahjoittaa Pelastusarmeijalle 50 puhelinta jouluapuun. Iso- Britanniassa samanlainen lahjoitus tehdään… https://t.co/LKdl2Pywie
joulu 07 • reply • retweet • favorite
ETN_fi Finnish PM Sanna Marin: We need to cut our dependence on China. https://t.co/598gQXKvlj #Slush2022 #China #electronics #semiconductors
marras 17 • reply • retweet • favorite
ETN_fi https://t.co/ugg6A09vln Need cm level accuracy in your positioning device? Now you can explore this with #ublox two… https://t.co/5rQNxsAu5V
loka 07 • reply • retweet • favorite
ETN_fi EU chip plan would cost €500bn, says NXP CEO https://t.co/j9bD8VpK9c
loka 04 • reply • retweet • favorite
web design services
 

Section Tapet