#電源設計 #功率半導體 #過熱保護 #可回焊熱控開關RTS

【防過熱，很重要】

可回焊熱度開關 (RTS) 旨在防止高度集成的功率半導體元件過熱。在機械啟動前，配備「集成電流測量感測器」(分流器) 的新型熔斷器可在傳統回焊機上焊接，最高耐受溫度達 260°C，可滿足 SMD (表面黏著元件) 之中功率半導體最高要求。這種包含集成電阻、低溫依賴性強的新型器件，可精確測量電流、還可透過控制器實現額外的非熱電路保護。

延伸閱讀：
《RTS 溫度保險絲配備集成分流器》
https://www.schurter.cn/cns/Newsroom/Timeline/RTS?hmsr=compotechasia&hmpl=aprrtsbanner&hmcu=&hmkw=&hmci

#SCHURTER

三層電路貼在皮膚上，延展度 800%！這款「電子刺青」還能控制機器手

作者 雷鋒網 | 發布日期 2021 年 02 月 12 日 0:00 |

聽過「電子紋身」（Electronic Tattoo）嗎？早在 2013 年，Motorola 高級副總裁 Regina Dugan 就曾拿出看似普通紋身貼紙的產品。Regina Dugan 表示這款電子紋身是行動式智慧設備，可惜並未多展示充滿未來感的那面。

2016 年 YouTube 一支影片，幾位生物駭客展示將電子設備植入皮下的過程──設備差不多硬幣大小，由一個印刷電路板、5 個表面貼裝發光二極管（SMD LED）組成，由矽膠包裹，一塊 3 伏特電池供電。

設備植入並受磁鐵觸發後，LED 燈會發光，皮膚會出現一朵梅花。

如果你覺得電子紋身只是廠商炒概念、科學怪人開腦洞，那就錯了。

2018 年，美國卡內基美隆大學的科學家就將電子紋身寫進論文，用液態金屬合金塗覆銀奈米顆粒，兩者融合後形成電路，經過印刷，紋身就可輕鬆轉移到皮膚，且導電性也很高。

當時參與研究的卡內基美隆大學助理教授 Carmel Majidi 表示：這是電子印刷領域的突破。

就在最近，中國科學家也聯合打造出電子紋身。

2021 年 1 月 13 日，論文發表於《科學》雜誌子刊《科學─進展》，題為「Multilayered electronic transfer tattoo that can enable the crease amplification effect」（可實現摺痕放大效果的多層電子傳遞紋身）。

論文作者來自南方科技大學（深圳灣實驗室生物醫學工程研究所）、首都醫科大學生物醫學工程學院及中國科學院大學國家奈米科學技術中心。

什麼是「電子紋身」？

看過前文，大概能對電子紋身下個定義：「能直接貼在皮膚上的超薄電路」。電子紋身可隨著皮膚狀態任意拉伸彎曲，可說是穿戴式設備的最高境界了。運作原理是 NFC（Near Field Communication，近距離無線通訊），能讓設備靠近時交換數據的技術。

NFC 是在 RFID（無線射頻身分辨識）技術的基礎上結合無線連接技術研發而成，日常場景也為各類電子產品提供安全快捷的通訊支援。行動支付、文件傳輸、門禁、手機與車鑰匙集合的背後，都離不開 NFC──轉到電子紋身，NFC 可確保訊號傳遞。

其實電子紋身有很多用途，如耳機、無線收發器、電源、噪音檢測器、測謊儀等等。作者也提到：「電子紋身在皮膚健康和運動感測有很大潛力。」

然而電子紋身目前問題是：固形性、黏性和多層性等特性不能並存，是研究人員設計新型電子紋身的起因。

多層電子傳遞紋身

研究人員設計出「多層電子傳遞紋身」，即 multilayered electronic transfer tattoo（下稱 METT）。

為了組成多層電路模板，科學家用到兩種材料，一是金屬聚合物導體（metal-polymer conductors），二是彈性體嵌段共聚物（elastomeric block copolymer）。

METT 共有 3 層：

黏合層（adhesive layer）：很薄（~8μm）的壓敏膠，受外部壓力時，黏合層使 METT 與皮膚緊密附著。

釋放層（release layer）：矽酮膜，主要目的是便於電路模板從釋放膜剝離。

兩者間的電路模組：含 3 層電路，每層都嵌有可拉伸導體的聚苯乙烯─丁二烯─苯乙烯（SBS）薄膜（~14μm）。

第一、二層電路上有應變感測器，數量分別為 11 和 4，第三層電路上有一個加熱器。

由於金屬─聚合物導體（metal-polymer conductor）有良好延展、可重複性，因此可用作應變感測器。

如下圖 A、B 所示，基於金屬─聚合物導體的應變感測器電阻，隨著拉伸應變增加而增加，METT 甚至可容易拉伸到 800%，遠遠超過皮膚最大變形度。

METT 可用於溫度調節、運動監測和機器人遠端控制，具高延展性（800%）、固形性和黏性，可做到摺痕放大效果，因而能將聚集應變感測器的輸出訊號放大 3 倍。事實證明，無需任何溶劑或加熱，METT 就能在不同表面牢牢附著。

遠端控制機器手臂

不僅如此，為了展示新型電子紋身的可擴展性，科學家更製造出 7 層 METT，當成可拉伸加熱器。

上圖 A 是 7 層加熱器俯視圖，每個電路層都包含一個基於金屬─聚合物導體的加熱器，兩端有 2 個連接點，用於與其他層加熱器形成垂直電連接。因此，7 個加熱器就以串聯方式連接電源。

上圖 B 展示不同層基於金屬─聚合物導體的加熱器，透過連接點形成的電連接。

論文介紹，除連接點外，金屬─聚合物導體透過 SBS 形成良好電絕緣，熱成像時未發現短路。研究結論之一是，隨著層數增加，紋身的順應性隨厚度增加而降低，兩層電子紋身足以滿足大多數功能。

科學家將 METT 實際應用──透過手指彎曲發出的訊號放大，透過藍牙傳輸到機器手臂，因此 METT 能遠端控制機器手臂，模仿人手動作時也不會出現異常震動。

論文表示，團隊已透過 2 層 METT 做到以 6 個自由度遠端控制機器手，透過 3 層 METT 以 15 個自由度遠端控制機器手。

可肯定的是，未來電子紋身在醫療、VR 和可穿戴式機器人方面有巨大潛力。

附圖：▲ 蘋果手機上的 NFC 功能。
▲ 科學家測試 METT 應變感測器的機電性能。

資料來源：https://technews.tw/2021/02/12/multilayered-electronic-transfer-tattoo/

#電源設計 #可攜式裝置照明 #LED驅動器 #升壓型穩壓器

【串聯OR並聯驅動 LED？同步升壓型 DC-DC 轉換器皆達陣！】

上一篇介紹過降壓型穩壓器，今天就來了解一下「升壓型」吧！

針對發光二極體 (LED) 定電流產生器所優化的同步升壓型 DC-DC 轉換器，具有精簡、高效率、頻率固定特性，可用於一顆或兩顆鹼性／鎳鉻／鎳氫電池供電環境，好處是可以少量外部元件便能驅動單顆 LED，或是多個紅外線、白光和 RGB (紅、綠、藍) LED。例如，將在 1 MHz 固定切換頻率下操作的純脈寬調變 (PWM) 裝置作為簡單 DC-DC 電流源升壓轉換器，可使用電阻設定需要的電流。

相較於鹼性電池，鎳氫和鎳鉻電池的額定電壓較低，因此提供的最大 LED 電流也較低。與所有 LED 電流驅動器一樣，對最大和最小負載電流也有一些限制；若選擇的 LED 電流強制採用大於裝置最大峰值電流的輸入電流，則 LED 電流將無法穩壓，並且會隨輸入電壓波動。電池還必須能供應轉換器所需要的電流量，將單電池 LED 驅動器作為定電流 LED 驅動器是最簡單的應用之一，其設定方式是修改偵測電阻的值來選擇電流，PWM調光的最大頻率受限於內部軟啟動。

用於「串聯」驅動兩個 LED 時，最大電壓會受限於過電壓保護。使用此保護機制時，可處理兩個低電壓 LED，如：遠端控制紅外線和紅光 LED，但不能處理白光和藍光高電壓 LED。若要利用最大輸出電流，可「並聯」低電流 LED，將轉換器的最大輸出電流除以 LED 電流額定值來決定 LED 的最多並聯數量，此外，每顆並聯的 LED 上需串接一個小阻抗的電阻來平均分配電流，適用於可攜式背光裝置之低功耗表面貼裝元件 (SMD) 電阻，排列成一行供 LCD 照明。

這種低成本、元件少的方法取代了對高電壓、定電流升壓轉換器之需求，後者可能需要大電感，並且會佔用較大的 PCB 空間。嵌入式系統 RGB LED 由三個 LED 組成，其共用一個陰極或陽極，可同時驅動或一次驅動一個以發出可見光譜的任何顏色。LED 的每種顏色都有一個不同的順向壓降，因此需要一個電流源來獨立驅動每個 LED。「多功能同步升壓型 DC-DC 轉換器」可作為高功耗 RGB LED 的電流源、也可作為微控制器 (MCU) 的電壓源，只要一顆 AA 電池即可供電。

延伸閱讀：
《適用於低壓啟動用途的 LED 升壓驅動器》
http://compotechasia.com/a/tech_applicati…/…/0328/41446.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)

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