Se alguém quer desenvolver uma "bateria perpétua", é provável que os engenheiros eletrônicos primeiro tenham que aumentar a eficiência de sua fonte de energia muito acima dos níveis atuais, mas, apesar do enorme investimento feito neste estudo, a bateria ainda não saiu Em vez disso, no mundo real, os designers devem fazer todo o possível para limitar o consumo de energia, especialmente a Internet das coisas (IoT), que, como Seshank Malap, engenheiro de aplicações da Tektronix, disse, está gerando uma onda de inovação no projeto e na medição do teste Este artigo é uma conversa com especialistas em tecnologia Tektronix e, no futuro, compartilharemos com você uma série de conversas com o Tektronix '
O gerenciamento de energia é uma grande preocupação no design da IoT, e uma descrição precisa do consumo de energia do dispositivo é um requisito básico para o design da IoT. As tecnologias de análise e medição de energia Tektronix onze fornecem excelentes técnicas de análise de energia para ajudar os designers a determinar vários fatores , Minimize o consumo de energia e otimize a vida da bateria.
• Medir sinais amplos de corrente de alcance dinâmico • Determinar a corrente de espera durante um sono profundo ultra-baixo • Medir a corrente de saída e a corrente de entrada • Capturar sinais curtos de transiente e transições rápidas
Nos últimos seis anos, a Malap trabalha no setor de fornecimento de energia, projetou e testou semicondutores de energia, sistemas UPS, carregadores de carro e unidades de motor automotivo. Pedimos-lhe que converse sobre as mudanças do setor que ele viu desde o ponto de vista do projeto e do teste, Como desempenhar o seu papel no mercado de eficiência energética.
Xinlei: Por que você acha que o Tek valoriza as necessidades dos engenheiros na indústria de energia?
Seshank: com a onipresença da Internet, a necessidade de maior eficiência tem crescido exponencialmente. Com o aumento da Internet das Coisas (IoT), cada vez mais dispositivos possuem redes sem fio, uma grande quantidade de sensores e dispositivos IoT A necessidade de ficar em rede o tempo todo para poder coletar e transmitir uma grande quantidade de dados requer uma quantidade significativa de energia.
A rede contínua de dispositivos IoT, juntamente com o fato de que a maioria dos dispositivos IoT são alimentados por bateria, exigem novas soluções para gerenciar energia e os engenheiros de energia precisam impulsionar inovações extremas para uma eficiência de energia ultra alta e um consumo de energia ultra-baixo Para maximizar o uso de energia no poder.
A Tektronix tem sido líder no desenvolvimento de inovações de ponta que permitem que as inovações da Tektronix nesta área ajudem os engenheiros a resolver esses problemas-chave. .
Xinlei: engenheiros na internet das coisas, quais são os desafios?
Seshank: Escusado será dizer que as coisas para engenharia e testes trouxe engenheiros grandes desafios devem claramente como maximizar o uso desses novos dispositivos de potência, mais importante, como para realmente testar e verificar o trabalho de design do mundo real. Da mesma forma, a demanda por eficiência ultra-alta e pequeno fator de forma em projetos de fornecimento de energia forçou os engenheiros a adotar freqüências de comutação cada vez maiores e pacotes de componentes menores, resultando no desenvolvimento e uso de alto desempenho, Novas tecnologias de comutação larga de bandgap, como o silício (SiC), permitem uma troca mais rápida e fornecem um pacote mais compacto do que os dispositivos tradicionais de silício, ao mesmo tempo que apresentam desafios de teste muito difíceis.
Em resumo, essas tendências têm impulsionado o futuro do design de energia e são uma das principais inovações na indústria eletrônica, e acho que veremos um tremendo progresso nessas mudanças, mas isso exige que os engenheiros trabalhem muito para resolver Os desafios que mencionamos anteriormente esperam que nossos colegas de medição de teste possam ajudá-los no processo, pelo menos para tornar seus testes mais fáceis e mais eficientes.
Xinlei: Você acha que existem algumas tendências nesta área e desafios?
Seshank: Além dos desafios da eficiência ultra-alta, do fator de forma menor e do consumo de energia ultra-baixo, a mudança de padrões regulatórios está direcionando o design de energia para uma maior eficiência, por exemplo, o Departamento de Energia dos Estados Unidos introduziu recentemente produtos de consumo Os padrões de eficiência energética estabelecidos pela Sexta Grau do Estado do Poder (EPS) adicionaram mais requisitos de eficiência energética em relação ao passado e a UE não deve ser superada e lançou o código de conduta Nível 2 sobre eficiência energética, que estabelece um padrão mais rígido do que o sexto nível do Departamento de Energia dos EUA Pedido.
Os organismos de padrões perseguem uma maior eficiência energética, o que requer mais testes no mesmo tipo de equipamento, especialmente fontes de alimentação, que são adequadas para quase todas as empresas verticais, de modo que o impacto é universal e seu impacto não se limita a energia ou carga Um padrão recentemente introduzido para drivers de LEDs está gerando melhorias na eficiência de energia e eficiência de conversão eletro-óptica.
De muitas maneiras, os padrões são o pior pesadelo para os designers, e como os padrões (e outros códigos ao redor do mundo) estão em constante evolução, os engenheiros devem estar constantemente preparados para alcançar uma maior eficiência energética. O aumento da eficiência energética para um novo nível introduzirá requisitos de energia de reserva mais baixos e, além de ser eficiente em tempo de execução, o dispositivo deve demonstrar que ele possui muito baixo consumo de energia quando não faz nada.
Xinlei: Você acha que a medida de teste na promoção da inovação nesta área desempenha um papel?
Seshank: para entender o papel das medidas de teste, é importante entender as principais tendências e desafios. Conforme mencionado anteriormente, alcançar maior eficiência requer uma grande variedade de abordagens de design inovadoras, uma das quais é alcançar altas freqüências de comutação. Os dispositivos de energia Gap tornaram-se bastante populares em novos projetos de eletrônicos de energia, mas esses dispositivos também apresentam seus próprios desafios de teste: por um lado, você precisa de uma largura de banda muito alta e, por outro lado, você precisa de uma sensibilidade muito alta porque os interruptores O sinal do portão AND torna-se mais crítico e mais sensível. A alta freqüência de abertura também exige medir mais sinais simultaneamente para otimizar o tempo e o ciclo de trabalho para maximizar o potencial de projeto.
A necessidade de testes e avaliação de nível de componente também é significativamente aprimorada na implantação de novas tecnologias, como GaN e SiC, que requerem testes de avaria de até vários milhares de volts, enquanto verificam correntes de vazamento tão baixas quanto alguns graus. Implantado em um design áspero, o teste robusto de todos esses dispositivos, desde a bolacha até as peças embaladas, é crítico.
No nível do sistema, a necessidade de testar uma eficiência extremamente alta, projetar pequenas mudanças incrementais para atender aos requisitos de eficiência e testar o consumo de energia preciso em todos os modos de operação está se tornando crítica.
Com certeza, precisamos testar com precisão muito mais pontos de teste em nosso sistema e em todas as etapas do projeto, o que é muito mais importante agora do que as ferramentas e tecnologias de teste antigas não são suficientes para enfrentar os designers de energia Xinlei: pode falar sobre novos materiais em detalhes?
Seshank: ouvimos muitas novidades sobre os dispositivos wide bandgap, que são basicamente o GaN e o SiC SiC são conduzidos por maiores requisitos de energia e estabilidade térmica, e o GaN é conduzido por um aumento mais rápido e tempos de queda. A tendência para circuitos de comutação introduz novos níveis de complexidade que exigem velocidades de comutação mais rápidas (as métricas Vgs flutuantes e Vds precisam ser medidas em qualquer topologia de ponte H), as voltagens do limite do portão e as sensibilidades de tempo tornam-se mais altas. Além disso, como trabalho Alta freqüência, por isso precisamos ver mais sinais ao mesmo tempo, todos os quais exigem novas ferramentas de teste e maneiras completamente novas de otimizar o desempenho para aplicações específicas e garantir a confiabilidade.
Xinlei: O que você acha que a Tektronix fornece para engenheiros de energia e maneiras evolutivas?
Seshank: a Tektronix oferece um conjunto completo de soluções de instrumentação e software para o design da eletrônica de energia, fornecendo suporte total do teste de componentes para o teste final de consistência do produto. Tektronix toca todos os aspectos da otimização da eficiência energética para tornar futuros projetos possíveis. Uma das principais aplicações em que a nossa empresa se concentrou.
De SMUs de nível de componente e testadores paramétricos para tabelas de fontes e analisadores de espectro para testes de conformidade, a Tektronix fornece soluções para cada fase de testes de eletrônica de potência. Um excelente exemplo é o nosso DMM 7510, Este multímetro digital de amostragem pode identificar o menor nível de corrente de suspensão do pA, enquanto exibe uma corrente de pulso de até 1MHz, os engenheiros podem facilmente caracterizar o perfil de energia DC em todos os estados de funcionamento dos sensores IoT complexos e, assim, tornar a vida da bateria para alcançar Máximo