🚀 Inovações Eletrônicas em Destaque: Chaves de Alta Tensão, ADCs de Áudio de Alto Desempenho
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Uma família de chaves de alta tensão galvanicamente isoladas para pisos de fábricas inteligentes é apresentada, juntamente com um conjunto de ADCs de baixa potência e alto desempenho voltados para equipamentos de áudio profissional. Outros destaques incluem um módulo transformador de 50 kW com recursos exclusivos para dissipação de calor e um MCU Cortex-M3 especificamente projetado para funcionar enquanto seu firmware está sendo atualizado.
Isolamento Galvânico em uma Chave de Oito Canais de Alta Tensão
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Uma família de chaves de oito canais energeticamente eficientes da STMicroelectronics combina isolamento galvânico para robustez, juntamente com uma ampla gama de recursos de proteção e diagnóstico para alta confiabilidade e recuperação de falhas.
Essas chaves de alta tensão, incluindo as versões ISO808, ISO808A, ISO808-1 e ISO808A-1, são usadas para acionar cargas industriais capacitivas, resistivas e indutivas com um lado conectado ao terra. Assim, elas são ideais para controladores lógicos programáveis (PLCs) e computadores industriais, onde o isolamento é necessário para proteção contra falhas. Elas podem ser usadas para atender a padrões, incluindo o IEC 61000 para descarga eletrostática (ESD), transientes elétricos e imunidade a campos magnéticos de frequência de energia.
As versões ISO808 e ISO808A mantêm um limite de corrente de 0,7 A, enquanto as versões ISO808-1 e ISO808A-1 possuem um limite de 1 A. As versões ISO808 e ISO808-1 também possuem um pino de entrada separado para cada canal e permitem controle direto ou operação síncrona acionando todas as saídas simultaneamente. As versões ISO808A e ISO808A-1 incluem uma entrada serial SPI e um indicador de energia boa (Pgood) de dreno aberto para auxiliar no gerenciamento do sistema.
Proteção contra sobrecarga é suportada pelas chaves de alta tensão. Quaisquer canais não sobrecarregados podem continuar operando normalmente, e quaisquer canais sobrecarregados são desligados independentemente e reiniciados para permitir uma recuperação rápida com intervenção mínima. O canal é desligado se a falha, detectada monitorando a temperatura do dispositivo e do invólucro, persistir. Todas as chaves contêm um pino dedicado de indicação de falha.
Desconexão do terra, proteção de polaridade reversa, curto-circuito e proteção térmica do invólucro também fazem parte do pacote. O desligamento por subtensão para os trilhos de alimentação do lado de controle (VDD) e do lado de processo (VCC) é outro destaque do dispositivo.
MCUs Arm Cortex-M3 funcionam por meio de atualizações de firmware
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A nova série de microcontroladores (MCUs) Arm Cortex-M3 da Toshiba apresenta 1 MB de memória flash para código, dividida em duas áreas separadas de 512 kB cada. Como resultado, o firmware pode ser atualizado sem interromper a operação.
A implementação permite que as instruções sejam lidas de uma área, enquanto o código atualizado é programado na outra área em paralelo. Por fim, o MCU utiliza uma função de troca de área para fazer a transição perfeita para o novo firmware.
A Toshiba afirmou que os chips aprimoram sua série M3H de MCUs Cortex-M3, não apenas expandindo a memória flash de código para até 1 MB, mas também dobrando a RAM para 130 kB. A série M3H pertence à família TXZ+ Advanced Class da empresa, que é baseada em um nó de 40 nm. Ela aproveita um núcleo Cortex-M3 com clock de 120 MHz e, para flexibilidade, uma ampla variedade de interfaces (UART, TSPI e I2C).
As MCUs do Grupo 2 da série M3H integram um ADC de alta velocidade e alta precisão de 12 bits, com um máximo de 21 canais selecionáveis a partir de dois tempos de amostragem para cada pino de entrada analógica. Elas também são adequadas para controlar motores AC e motores CC sem escova, pois o ADC de alta velocidade pode operar sincronamente com o circuito avançado de controle de motor programável e o circuito de entrada de codificador avançado nas MCUs.
O mais recente kit de desenvolvimento da Arduino na família “Pro” é o Portenta C33
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Direcionado para aplicações de automação industrial, o kit da Arduino é baseado em um MCU Arm Cortex-M33 e vem com um módulo Wi-Fi e Bluetooth LE para conectividade sem fio.
No centro da placa Portenta C33 está o microcontrolador RA6M5 da Renesas, que opera com clock de até 200 MHz e possui 512 kB de SRAM, 2 MB de flash, Arm TrustZone e um mecanismo de criptografia para segurança. O pacote também inclui armazenamento flash QSPI de até 16 MB e tem uma faixa de temperatura de -40 a +85 °C. Um elemento seguro também está incorporado para segurança em nível de hardware.
O Portenta C33 inclui uma ampla variedade de interfaces periféricas, incluindo CAN, SAI, SPI e IC, e adiciona uma única porta USB Type-C de alta velocidade com entrega de energia (PD). Também está equipado com Ethernet de até 100 Mb/s para conectividade com fio.
A unidade pode ser programada com a Arduino IDE ou outras ferramentas, incluindo o MicroPython, e suporta atualizações remotas do firmware por meio da nuvem IoT da Arduino ou outros serviços, afirmou a Arduino. A nova placa tem preço de US$ 65.
ADCs de Alto Desempenho Miram Equipamentos de Áudio Profissional
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A Cirrus Logic lançou uma família de conversores analógico-digital (ADCs) de alta precisão, ideais para equipamentos de áudio de estúdio e consumo, oferecendo o que o fornecedor chama de “reprodução mais fiel do som, do instrumento ao ouvido”.
A nova família Pro Audio, incluindo o ADC estéreo CS5302P, o ADC de 4 canais CS5304P e o ADC de 8 canais CS5308P, são conversores de resolução de 32 bits que suportam entrada analógica diferencial com taxas de amostragem de até 768 kHz. O alto desempenho se enquadra em um orçamento de energia de 25 mW por canal. Um esquema de controle simples, juntamente com um único trilho de energia e uma configuração de sincronização flexível, possibilitam uma integração fácil em um sistema, de acordo com a empresa.
Uma das características mais avançadas é o controle de ganho híbrido, que redefine o projeto de ganho de pré-amplificador de microfone para reduzir o ruído de estalo e simplificar o sistema como um todo. Ao co-localizar os estados de ganho analógico e digital em um único dispositivo, as transações de ganho entre os dois são correspondidas. Como resultado, o projeto existente de pré-amplificador de microfone pode permanecer inalterado. Segundo a Cirrus Logic, o controle de ganho híbrido é adequado para qualquer pessoa que esteja implementando controle de ganho de pré-amplificador de microfone.
Os ADCs utilizam um modulador sigma-delta multibit seguido de filtragem digital e decimação para fornecer uma faixa dinâmica de 126 dB para o CS5302P e 123 dB para o CS5304/8P. A distorção harmônica total + ruído (THD+N) para todos os produtos é inferior a -110 dB.
Os ADCs são controláveis e configuráveis usando o software SoundClear Studio da Cirrus Logic.
Transformador de 50 kW de Alta Eficiência para Carregadores Rápidos de VE
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Um compacto módulo de transformador de 50 kW projetado pela Premo integra uma bobina ressonante para a topologia LLC, permitindo uma entrega de energia eficiente de até 99% e redução das perdas de comutação.
Adequado para estações de carregamento rápido que atendem ao crescente mercado de veículos elétricos, o transformador é alojado em uma caixa de alumínio resfriada a ar com dimensões de 300 x 174 x 100 mm. Para facilitar a dissipação eficaz do calor, o BCBM-50KW-001 é projetado com aletas internas que funcionam em conjunto com resina termocondutora para transferir o excesso de energia térmica para fora da embalagem.
O uso de fios Litz com isolamento triplo melhora ainda mais a dissipação térmica, de acordo com a Premo, ao mesmo tempo que acomoda a expansão e contração térmica. O isolamento é macio e flexível, reduzindo o risco de danos causados por flutuações de temperatura e aumentando a confiabilidade e durabilidade a longo prazo. O design multicore com espaço distribuído, combinado com núcleos de ferrite de manganês-zinco (MnZn), melhora a proteção geral e estabilidade térmica do transformador.
Conclusão
Os avanços tecnológicos apresentados neste artigo trazem soluções inovadoras para diversas áreas, desde automação industrial até equipamentos de áudio profissional e carregadores rápidos para veículos elétricos. Essas tecnologias destacam-se por sua eficiência, desempenho e recursos avançados, que proporcionam maior confiabilidade, proteção e facilidade de integração.
Com relação aos possíveis usos das tecnologias apresentadas, destacamos:
- Automação industrial em fábricas inteligentes, utilizando as chaves de alta tensão galvanicamente isoladas para acionar cargas industriais de forma segura e eficiente.
- Equipamentos de áudio profissional de alta qualidade, aproveitando os ADCs de alto desempenho para obter uma reprodução fiel do som.
- Sistemas de controle lógico programável (PLCs) e computadores industriais, que podem se beneficiar do isolamento galvânico das chaves de alta tensão.
- Estações de carregamento rápido para veículos elétricos, utilizando o transformador de 50 kW de alta eficiência para fornecer energia de forma rápida e eficiente.
- Controle de ganho em pré-amplificadores de microfone, com o uso do controle de ganho híbrido dos ADCs de áudio para reduzir ruídos e simplificar o sistema.
Além disso, essas tecnologias também podem impulsionar o surgimento de novas inovações, tais como:
- Desenvolvimento de dispositivos de áudio de realidade virtual e aumentada, proporcionando uma experiência sonora imersiva e de alta fidelidade.
- Integração de sistemas de carregamento rápido em redes inteligentes de energia, permitindo uma recarga eficiente e coordenada de veículos elétricos em diferentes pontos de carregamento.
- Utilização de técnicas avançadas de processamento de sinal nos ADCs de áudio para melhorar a qualidade de áudio e permitir a criação de novos efeitos sonoros.
- Implementação de soluções de controle e monitoramento remoto baseadas em nuvem, aproveitando as capacidades de atualização remota de firmware dos MCUs Cortex-M3.
- Avanços na tecnologia de transformadores de alta potência para permitir o desenvolvimento de sistemas de carregamento ultrarrápidos para veículos elétricos de próxima geração.
Em resumo, as tecnologias apresentadas neste artigo têm o potencial de impulsionar a eficiência, a confiabilidade e a inovação em diversas áreas, oferecendo soluções avançadas para desafios atuais e abrindo portas para novas possibilidades tecnológicas no futuro.
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