Технология PCB - советы по проектированию и защите схем на интеллектуальных репродукторах

Smart audio circuit board factory continues to improve our life experience through cutting-edge artificial intelligence speech recognition technology and high sound quality. When used in conjunction with other home automation equipment (such as video doorbells, осветительная система, thermostats and security systems), smart speakers and smart displays will quickly become the control centers of smart home networks.

чтобы соответствовать растущему рыночному спросу и поддерживать лидирующее положение, Конструкторам нужно не только добавлять и повышать производительность интеллектуальных репродукторов, но и сокращать их размеры и повышать теплоотдачу. в тех случаях, когда применение ограничено пространством, крайне важно уменьшить размеры платы, чтобы полупроводниковые приборы достигали более высоких свойств в менее компактной упаковке.

большинство плата цепи integrate key components that directly affect the user experience, аудио - система, a capacitive touch human-machine interface controller with haptic feedback, драйвер LED и звуковой усилитель класса D. Other components in the smart speaker system (such as power management) will not directly affect the user experience, Но это влияет на размер и стоимость. завод платы Дизайнеры могут продолжать повышать производительность при одновременном уменьшении размера этих компонентов.

схема защиты входного питания, показанная на рис. 1. Although input protection is sometimes taken for granted in many devices, это ключевая цепь в интеллигентном репродукторе, когда он подключается или подключается к ненадежному питанию, чтобы предотвратить повреждение всей системы. The smart speaker is powered by an external AC/адаптер или внутренний выключатель. В случае возникновения неисправности в результате таких событий, как аномальное высокое напряжение или ток, эта схема может защитить любое оборудование в нижнем течении от повреждения.

Рисунок 1: базовая схема для реализации типичных функций интеллигентного динамика

eFuse devices can usually achieve over-current protection (OCP) and over-voltage protection (OVP). It uses integrated MOSFETs (power metal oxide semiconductor field effect transistors) to disconnect all downstream circuits when these faults occur. EFuse устройство также может управлять потоком во время запуска, ensuring that the system voltage is increased in a controlled manner. Tps2595 и другие устройства были упакованы 2mm, which can provide protection up to 18V/4A.

для защиты от перенапряжения (OCP) часто используются токовые индукционные усилители, такие как INA185, для измерения тока на шунтовом резисторе. вывод INA185 либо направляется в аналоговый преобразователь (ADC) для цифровых измерений, либо направляется в компаратор для обеспечения оперативного оповещения микроконтроллеров. путь ADC позволяет точно измерять ток в системе, но из - за частоты выборки ADC увеличивает задержку чтения измерений. путь к компаратору примерно в 1000 раз выше, чем путь ADC, и имеет более низкую мощность, но он дает лишь один цифровой выходной сигнал, указывающий на то, что произошло, а не на фактическое значение тока.

ADC is suitable for systems that need to accurately measure current, и можно гибко изменять ограничения. The INA185 has a full-scale accuracy better than ±0.2%. В настоящее время это самый низкий индуктивный усилитель с вводной линией, только номер 1.6мм * 1.6mm, Это очень удобно для малых систем, нуждающихся в оптимизации схемы планировки.

Тем не менее, в интеллектуальном дисплее системное напряжение выше 18V, поэтому требуется более быстрая защита от перенапряжения. Интегрированные eFuse устройства могут не работать в такой системе, однако сочетание усилителей и компараторов для измерения тока может обеспечить одну и ту же функцию, увеличивая при этом гибкость и обеспечивая минимальное пространство для дисков. Такие аналоговые компараторы, как TLV4041, потребляют только 2 - х киловатт тока питания, которые могут быть обеспечены простым диодом зина. комбинация растворов INA185 и TLV4041 имеет размер 5mm2, и скорость реакции в 50 раз выше, чем другие аналогичные устройства.

Если системный ток превышает установленный пороговый уровень, то использование усилителя с быстрым компаратором (например, INA185) может обеспечить быструю и точную защиту от перенапряжения (OCP) напоминаний. в зависимости от системы этот предел может быть установлен между несколькими миллиамперами. TLV4041 также интегрирует высокоточные эталонные напряжения (с точностью 1% в диапазоне температур от - 40°C до + 125°C), которые, независимо от уровня тока, обеспечивают точную сигнализацию, все из которых достигаются в пространстве от 0,73 мм *.

для дискретных решений, показанных на рисунке 2, не требуется дополнительного регулятора напряжения на колесах, что позволяет экономить пространство платы. Это относится к высоковольтным и высоковольтным интеллектуальным репродукторам, а также к различным типам громкоговорителей различных уровней напряжения питания, чтобы дополнительно упростить дизайн защиты входного питания.

после добавления необходимых пассивных элементов, the combined solution of INA185 (2.56mm2) and TLV4041 (0.533mm2) occupies approximately 5mm2 of board space. Общий размер решения на 15% меньше, чем аналогичный интегральный аппарат, обеспечивающий токовую передачу. Кроме того, the delay of TLV4041 is only 450ns, Это позволяет решать комбинации гораздо быстрее, чем интегральные общие компараторы и токовые контрольно - измерительные усилители.