Зміст 3-го номера журналу CHIP NEWS за 2022 рік

Нові мікроконтролери Microchip PIC32CM Lx є розвитком сімейства SAM L10/L11, яке декілька років тому набуло широкого поширення у світі Інтернету речей. Таким чином, сімейство PIC32CM Lx, незважаючи на абревіатуру PIC у своїй назві, має в основі ядро Cortex і може вважатися спадкоємцем 32­бітних мікроконтролерів Atmel.

В статті коротко описані мікроконтролери сімейства RZ/G2 від компанії Renesas Electronics. Основна увага приділена найпродуктивнішій мікросхемі — RZ/G2H. Мікроконтролери мають відмінні мультимедійні можливості та можуть використовуватись для створення розширеного людино­-машинного інтерфейсу. Обчислювальні можливості мікроконтролерів дозволяють застосовувати їх у найскладніших вбудовуваних системах управління та на всіх рівнях АСУ.

В цій статті ми покажемо як працює MIC-­730AI та як його можна використовувати.

З розвитком системи глобального позиціонування GPS місцезнаходження стало важливою і популярною функцією бездротових пристроїв. Однак тепер споживачі хочуть отримати переваги мікролокації, тобто визначення точного розташування людей та об’єктів в обмеженому просторі, і сьогодні бездротові технології вже адаптуються до цієї потреби, а рівень точності розташування зростає.

Інженерна думка поступово рухається вперед, незважаючи на деякі технічні та економічні складнощі. З’являються нові розробки, покращуються технології виготовлення виробів, полегшується їхня експлуатація. Повною мірою це стосується і ринку елементної та компонентної бази (ЕКБ) для портативної захищеної електронної апаратури зв’язку, обчислювальної техніки, навігації та автоматики. Однією з обов’язкових позицій при створенні будь-­яких захищених пристроїв є електричні з’єднувачі, що розміщуються поза герметичним корпусом і характеризуються підвищеною стійкістю до зовнішніх впливів, високою надійністю та довговічністю.

В даній статті розглянуто переваги при застосуванні з’єднувачів компанії Phoenix Contact в пристроях для моніторингу дорожнього руху, на об’єктах транспортної інфраструктури тощо.

Оптичні роз’єми на об’єднувальній платі (відомі як backplane connector) дозволяють її електричним роз’ємам з’єднувати оптичні волокна через глухі сполучні інтерфейси. Протягом десятиліть ці високотехнологічні інтерфейси з високою щільністю оптоволокна успішно застосовуються для створення систем з масштабованою ємністю, але особливо популярні для застосувань у маршрутизації, оптичних комутаторах і телекомунікації. У статті йтиметься про те, чим привабливі для системних архітекторів та конструкторів такі оптичні міжз’єднання та які вимоги до їх проєктування. Описано роз’єми для оптоволокна з високою щільністю його розміщення, проблеми технічного обслуговування, а також тенденції розвитку галузі. Крім того, представлена думка компанії Molex щодо майбутніх потреб у подібних рішеннях.

3M (колишня назва Minnesota Mining and Manufacturing Company) — американська хімічна корпорація, що працює в галузі промислових товарів, товарів повсякденного попиту та для охорони здоров’я, а також багатьох інших продуктів, які мають регулярний попит для життєзабезпечення людини. Найвідоміший і традиційний продукт компанії, безсумнівно, універсальна стрічка Scotch, що клеїть. Проте в даний час компанія 3М суттєво розширила сфери своєї діяльності у бік виробництва високотехнологічних матеріалів та компонентів для електроніки. Одним з успішних напрямів, що розвиваються, стало виробництво електричних з’єднувачів. З’єднувачі типу MDR (Mini D Ribbon) компанії 3М користуються заслуженою довірою споживачів завдяки високій якості та надійності.

У статті наведено загальний огляд електричних зарядних станцій (ЕЗС) для електромобілів та стану ринку електромобілів та ЕЗС. Виконано класифікацію різних видів та типів електричних зарядних станцій з описом ключових відмінностей.

Завдяки зростанню продуктивності процесорів та розвитку технологій моделювання, в ході проєктування друкованих плат для пристроїв НВЧ­-діапазону вдається створювати моделі дедалі ближчі за характеристиками до їх реальних прототипів. Однак, як і раніше, існує безліч підводних каменів, які не враховуються розробниками і здатні вплинути на плату під час виготовлення або роботи пристрою. У статті розглянуто типові помилки, пов'язані з процесом проєктування, способи боротьби з ними, а також деякі корисні прийоми, що дозволяють підвищити якість продукції.

За своїми характеристиками затвора транзистори SiC MOSFET помітно відрізняються від добре вивчених кремнієвих (Si) ключів. Карбідокремнієвим структурам притаманні деякі специфічні особливості, наприклад дрейф порогової напруги затвора VGS (th) SiC при тривалій експлуатації та деградація окисного шару при використанні негативної напруги вимкнення.
Проведені останніми роками дослідження дозволили досить добре вивчити властиві цим структурам температурні ефекти, зокрема нестабільність зсуву затвора (BTI — bias temperature instability). Визначення напруги керування VGS має проводитися з урахуванням усіх цих факторів. Вибір оптимального резистора RG також вимагає ретельного підходу, оскільки SiC­структури мають великий власний опір RGint.
У багатьох випадках для керування SiC MOSFET використовують стандартні драйвери IGBT зі зміщеним рівнем VG. Прикладом такого рішення може бути адаптерна плата з ядром SKYPER 42 LJ, описана в цій статті.

У статті описано вплив можливих відмов незахищених IGBT на ізоляційний бар’єр драйверів затвора з оптичною ізоляцією компанії Broadcom.

В даний час силові транзисторні модулі на основі карбіду кремнію (SiC) знаходять все ширше застосування там, де потрібний підвищений ККД перетворювача або зниження його масогабаритних показників. Діапазон потужності таких застосувань дуже різноманітний: від побутових кондиціонерів та зарядних пристроїв до промислових та навіть тяглових залізничних приводів.
У статті наводиться актуальна інформація про останні розробки компанії Mitsubishi Electric у галузі SiC для широкого діапазону робочих напруг та потужностей у контексті використання модулів у різних застосуваннях.

Зменшити динамічні втрати в елементах силової електроніки можна за рахунок керування швидкістю наростання напруги. Вона також пов’язана з рівнем електромагнітних завад (ЕМС). Необхідна швидкість наростання напруги, як правило, забезпечується шляхом вибору опору резистора в колі керування заслоном силового ключа. Однак, його не можна змінювати у процесі роботи пристрою. У цій статті розглядається варіант вирішення цієї проблеми за рахунок паралельного ввімкнення ІС драйверів заслону.

Конвертери напруги без функції стабілізації з фіксованим коефіцієнтом перетворення працюють як «трансформатори» постійного струму. Вони мають досить високу питому потужність, ККД і гнучкість, які дозволяють створювати більш ефективні схеми подачі живлення (PDN) навіть при використанні джерел живлення з широким діапазоном вихідної напруги, наприклад акумуляторів або відновлюваних джерел енергії. На відміну від широко поширених регульованих DC/DC­перетворювачів, перетворювачі з постійним К дозволяють розробляти та оптимізувати PDN­схеми для підвищення ефективності системи. Розділення функцій перетворення, ізоляції та регулювання забезпечує помітне підвищення ефективності та відчутні переваги усієї системи.

Ефективне обслуговування складних промислових процесів є ключовим фактором для підтримки високої продуктивності та зниження витрат. Технічне обслуговування в разі потреби (Condition­-Based Maintenance, CBM) є альтернативою регуляр­ному плановому технічному обслуговуванню, при якому використовуються дані з датчиків мереж промислового Інтернету речей для розпізнавання тенденції до зниження продуктивності, що відбувається перед збоєм. У статті не лише обговорюється ця проблематика, а й даються рекомендації щодо вибору модулів живлення таких датчиків.

До недоліків імпульсних джерел живлення відноситься генерація гармонік, що виникають при комутації силових ключів, а також через несинусоїдальну форму напруги і струму перетворювача. На їхню величину безпосередньо впливають обрана топологія та схема комутації. Ціль цієї статті — ознайомити читача з основами тестування на наявність кондуктивного випромінювання з використанням DC/DC-­перетворювача з низьким рівнем електромагнітних перешкод (ЕМП). Результати вимірювання електромагнітних перешкод аналізуються на прикладі трансформаторів HCTSM8 серії від Bourns.
 

Один із ключових бізнес-­напрямків китайської компанії BOE — смарт­-медицина. Об’єктами розробки компанії є медичне обладнання, інтелектуальні системи, обладнання для охорони здоров’я, а також плоскопанельні датчики цифрової радіографії (Digital Radiography, DR) [1]. В даний час плоскопанельні цифрові рентгенівські датчики широко застосовуються в сучасних комп’ютерних рентгенівських апаратах та системах у стоматології, ортопедії, апаратах мамографії, флюорографії, рентгеноскопії та в кардіохірургії. Компактність сучасних рентгеноскопічних апаратів дозволяє легко переміщати їх у палатах та встановлювати у мобільних шпиталях. Ефективність застосування та компактність сучасних рентгенівських апаратів багато в чому визначається використанням плоскопанельних цифрових рентгенографічних датчиків, які також успішно застосовуються і у сфері промисловості та безпеки — наприклад, для дефектоскопії матеріалів і пристроїв, в апаратах рентген­-контролю на вокзалах і аеропортах.

Те, що можна зробити за допомогою 3D­-друку, більше не є теоретичними дослідженнями — тепер це виробнича необхідність.