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Smart Audio circuit board Factory continue d'améliorer notre expérience de vie grâce à une technologie de reconnaissance vocale intelligente de pointe et à une qualité sonore élevée. Lorsqu'ils sont combinés avec d'autres appareils domotiques tels que des sonnettes vidéo, des systèmes d'éclairage, des thermostats et des systèmes de sécurité, les Haut - parleurs intelligents et les écrans intelligents deviendront rapidement le Centre de contrôle des réseaux domestiques intelligents.
Pour répondre à la demande croissante du marché et rester en tête, les concepteurs doivent non seulement ajouter des fonctionnalités et améliorer les performances des Haut - parleurs intelligents, mais également réduire la taille et améliorer la dissipation thermique. La façon dont les dispositifs semi - conducteurs peuvent atteindre des performances plus élevées dans des boîtiers plus petits est essentielle pour réduire la taille des cartes dans les applications où l'espace est limité.
La plupart des cartes intègrent des composants clés qui affectent directement l'expérience utilisateur, tels que les systèmes audio sur puce, les contrôleurs d'interface homme - machine tactiles capacitifs avec rétroaction haptique, les moteurs à LED et les amplificateurs audio de classe D. D'autres composants du système de haut - parleurs intelligents, tels que la gestion de l'alimentation, n'affectent pas directement l'expérience utilisateur, mais peuvent affecter la taille et le coût. Les concepteurs d'usines de cartes peuvent continuer à améliorer leurs performances tout en réduisant la taille de ces composants.
Le circuit de protection d'alimentation d'entrée représenté sur la figure 1 est un tel composant. Bien que la protection d'entrée soit parfois considérée comme acquise dans de nombreux appareils, c'est un circuit essentiel dans les Haut - parleurs intelligents qui empêche d'endommager l'ensemble du système lorsqu'il est alimenté ou connecté à une source d'alimentation non fiable. Les Haut - parleurs intelligents sont alimentés par un adaptateur mural externe AC / DC ou une alimentation à découpage interne. Ce circuit peut protéger tout équipement en aval contre les dommages lorsqu'un événement tel qu'une tension ou un courant anormalement élevé provoque une défaillance.
Figure 1: schéma bloc de référence pour la mise en œuvre des fonctions typiques des Haut - parleurs intelligents
Les dispositifs efuse peuvent généralement mettre en œuvre une protection contre les surintensités (OCP) et une protection contre les surtensions (OVP). Lorsque ces défauts surviennent, il utilise un MOSFET intégré (transistor à effet de champ semi - conducteur à oxyde métallique de puissance) pour déconnecter tous les circuits en aval. Les appareils efuse peuvent également gérer les courants entrants pendant le démarrage, en veillant à ce que la tension du système augmente de manière contrôlable. Les appareils tels que tps2595 sont disponibles dans un boîtier de 2mm * 2mm, ce qui peut fournir une protection allant jusqu'à 18V / 4A.
Pour la protection contre les surintensités (OCP), une mise en oeuvre discrète courante consiste à utiliser un amplificateur à détection de courant tel que l'ina185, dont le rôle est de mesurer le courant aux bornes de la résistance de shunt. La sortie de l'ina185 est envoyée soit à un convertisseur analogique - numérique (ADC) pour numériser les mesures, soit à un comparateur pour fournir une alerte instantanée au microcontrôleur. Le chemin ADC peut mesurer avec précision le courant dans le système, mais en raison de la fréquence d'échantillonnage de l'ADC, il augmente le délai de lecture des mesures. Le chemin du comparateur est environ 1000 fois plus rapide que celui de l'ADC et consomme moins d'énergie, mais il ne fournit qu'un signal de sortie numérique indiquant qu'une surintensité a eu lieu et non la valeur réelle du courant.
L'ADC est adapté aux systèmes nécessitant une mesure précise du courant et peut modifier les limites de manière flexible et dynamique. La précision pleine grandeur de l'ina185 est supérieure à ± 0,2%. Il s'agit actuellement du plus petit amplificateur de détection de courant de l'industrie dans un boîtier à cordons, mesurant seulement 1,6 mm * 1,6 mm, idéal pour les systèmes miniaturisés nécessitant une disposition optimale de la carte.
Cependant, dans les écrans intelligents, la tension du système est supérieure à 18 V, ce qui nécessite une alarme OCP (overcurrent protection) plus rapide. Un dispositif efuse intégré peut ne pas fonctionner dans un tel système, mais la combinaison d'un amplificateur à détection de courant et d'un comparateur peut fournir les mêmes fonctionnalités tout en augmentant la flexibilité et en occupant un minimum d'espace sur la carte. Un comparateur à retard nanoseconde comme le tlv4041 ne consomme que 2 angströms de courant d'alimentation et peut être alimenté par une simple Diode Zener. La solution combinée de l'ina185 et du tlv4041 Mesure 5 mm2 et répond 50 fois plus rapidement que d'autres appareils similaires.
Lorsque le courant du système dépasse un seuil personnalisé, l'utilisation d'un amplificateur avec comparateur rapide, tel que l'ina185, peut fournir des alertes de protection contre les surintensités (OCP) rapides et précises. Selon le système, cette limite peut être réglée de quelques milliampères à quelques ampères. Le tlv4041 intègre également une référence de tension de haute précision (précision de 1% sur toute la plage de température de - 40°C à + 125°C) qui fournit des alarmes précises quel que soit le niveau de courant, toutes réalisées en 0,73 mm * dans un espace de 0,73 MM.
La solution discrète représentée sur la figure 2 ne nécessite pas de régulateur de tension embarqué supplémentaire, ce qui permet d'économiser de l'espace à bord. Il convient aux systèmes de haut - parleurs intelligents basse et haute tension et peut également être utilisé avec différents modèles de haut - parleurs à différents niveaux de tension d'alimentation pour simplifier davantage la conception de la protection de la puissance d'entrée.
La solution combinée d'ina185 (2,56 mm2) et tlv4041 (0533 mm2) occupe environ 5 mm2 d'espace de plaque après l'incorporation des éléments passifs nécessaires. La taille globale de cette solution est 15% plus petite que celle d'un dispositif intégré similaire offrant une détection de courant. De plus, la latence du tlv4041 n'est que de 450 NS, ce qui rend la solution combinée beaucoup plus rapide que celle qui intègre un comparateur universel et un amplificateur à détection de courant.
