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关键词: 电容, 规格, 安装

问：环氧树脂安装的 MLCC 电容

几乎所有的 MLCC 电容 在PCB上采用回流焊工艺进行安装。然而，面对一些苛刻的环境以及汽车级的应用，可以使用另一种PCB安装方法：环氧树脂胶，而不是焊接“粘合”上去。

用于这种环氧树脂安装方法的电容器与普通焊接工艺不兼容。如果使用错误的焊接方法来焊接它们，会导致无法正确安装到电路板上。在零件组装时, 如果这错误的焊接方式没有被发现，可能会错误判断故障或坏料。

并非所有的MLCC电容供应商都提供这种环氧树脂安装选项。DigiKey代理了有该选项的原厂：TDK, Murata, Vishay 和 Knowles  .

不幸的是，这些环氧树脂安装的电容器没有独特的零件编号形式，这使得它们难从焊接型电容器中挑选出来。相反，制造商通常将环氧树脂安装选项集成到他们的正常零件编号方案中，也就是说零件编号中通常只有一个字母表示这个重要的区别。如果不仔细看，可能会找到错误的替代品。

1.对于 TDK 的汽车级 CGA 系列的电容来说，环氧树脂安装的电容只在后缀上以一个字母”D”表示,这一般定义为“TDK内部代码”，并可以有其他字母如“A”、“B”、“C”、“E”等。

2. 对于Murata(村田)的汽车级 GCx 系列的电容来说，环氧树脂安装的电容以零件编号中的第三个字母”G”表示，但这个选项没有提到”环氧树脂”一词。

3. 对于 Vishay (威世)的 VJ 系列的电容器，有两种不同的零件编号方案需要注意。老的和停产的零件编号方案将环氧树脂安装选项指定为“N”选项。

他们的新零件编号方案将环氧树脂的选项指定为“E”或“F”。

4. 于 Knowles Novacap 来说，它们的环氧树脂安装代码由“P”(非 RoHS )和“PR”( RoHS )指定为“钯银”端子。

对于TDK，Murata 和 Vishay 产品，DigiKey正在为这些环氧树脂安装的电容图片做特别的红色标记:

此外，有两种选择这些环氧树脂安装电容，或者过滤掉它们。若只选择环氧树脂安装选项，请在”特性”选项中选择环氧树脂，如下图所示：

这些特性标注表示环氧树脂可安装元件。

另外，也可以在搜索栏里直接搜索 ”环氧树脂 “，如下面所示。

更多电容的技术信息, 请查看以下内容

• 测试技巧 | 超级电容的电容值应该如何测量？
• 为何电容标记为 mFd 或 MFD ，但我只能找到μF电容值？
• 各类陶瓷电容的温度系数额定值
• 电容公差样本分析
• 常见的电阻和电容值

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关键词: 连接器, 规格

问：通电连接器和紧固件的极性术语

在电气和电子领域中，通常会指定配合连接器的极性（公或母）。此外，还包括对连接器样式的描述，例如插头、引脚、插口、插座、插孔等。随着结构类型的多样化，定义你所需的连接器可能有些复杂难懂。本指南将解释连接器极性及样式的常见描述，帮助你识别和查找所需零件。

公 / 母术语

要确定通电连接器上的公/母特性，可以查看通电连接器上包含的是 公头引脚还是 母头插口 。 图 1 和 图 2 分别展示了公头/母头类型的示例。

连接器样式

人们常常会将“插头”和“插孔”弄混。“插孔”可同时适用于母头连接器和公头连接器，通常用于指示连接器对的固定侧或面板安装侧。“插头”通常指配置中的可移动连接器。当两根相连的柔性电缆的关系对等时，每根电缆均可被视为一个插头。IEEE STD 100、IEEE-315-1975和IEEE 200-1975（已替换为ASME Y14.44-2008）是根据位置或移动性（而非极性）来定义“插头”和“插孔”的。相关示例请参见 图 3 和 图 4 。

“插头”一词通常用于具有物理突出物的连接器，而插座、插口和插槽则用于具有凹陷特征的连接器，但零件的公/母极性由导体的引脚/插口定义。 图 5 包含了许多不同类型的连接器配置的示例。

同轴连接器的反极性

曾经有客户要求我们说明标准同轴连接器和反极性同轴连接器之间的区别。标准公头同轴连接器具有套筒、外体和中心引脚，其螺纹部分位于连接器内部。标准母头同轴连接器具有套圈、外体和插座（ 图 6 ）。

对于反极性公头和母头连接器，本体和螺纹部分与标准连接器相同，其主要区别在于，公头连接器的中心引脚与母头连接器的插座互换。有关更多细节，请参见图7。

更多连接器的技术信息, 请查看以下内容

• 带状电缆引脚间距与连接器引脚间距
• 高密度D-sub连接器的后壳或绝缘罩
• 常见的同轴连接器说明
• 连接器能承载多大电流，哪些因素说说吧
• 矩形连接器如何找配套产品?

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关键词: 射频, 开发工具, 方案

目前，我们常用的无线通信技术，根据传输距离的远近可以大致分为：近距离无线通信和远距离无线通信。近距离无线通信有WiFi、蓝牙、ZigBee、NFC、UWB等。远距离无线通信包括LoRa、NB－IoT等。

近年来，蓝牙和WiFi作为日常开发中最常用的两种无线连接。Nordic是挪威一家有代表性的物联网连接芯片提供商，在全球BLE市场中，处于领头羊的地位。同时WiFi发展到第6代，加入了省电技术，可以牺牲一些吞吐量来换取更长的电池使用寿命。Nordic收购了Imagination的整个WiFi研发团队和IP。然后，Nordic很快就推出了nRF7002 WiFi6芯片，专为物联网（IoT）应用而设计，是为现有的低功耗蓝牙/Thread/Zigbee系统中添加Wi-Fi 6功能的理想选择。

今天带来的是Nordic的nRF5340 Audio蓝牙开发板和nRF7002 WiFi开发板。这期我们就来了解这两款明星产品。

nRF5340 Audio蓝牙开发板

nRF5340 Audio是全球首款拥有两个Arm® Cortex®-M33处理器的无线连接SoC。M33这个内核在性能、功耗、安全与生产力之间达到最佳平衡，纵观现在的微控制市场，双核的产品屈指可数，能做双核说明在某些方面上的性能是非常强悍的。而且nRF5340又是M33的双核，到底在哪些方面很突出呢。

Digi-Key在线购买链接

Nordic官网资料链接

nRF7002 WiFi开发板

nRF7002 WiFi开发板是Nordic2022年推出的第一款WiFi产品。nRF7002支持2.4 GHz和5GHz双频，在物联网应用中，支持双频的WiFi芯片还是比较少，所以nRF7002是有优势的，双频可以让应用更加灵活。nRF7002的最大输出功率21 dBm，在sleep模式下，电流仅有15uA，工作模式时，比如说2.4 GHz, 1MBPS,,DSSS最大功率输出时，电流仅有252mA，我对比了其他家的数据，nRF7002算是比较低的了。功耗低了，对于物联网应用来说，就可以延长电池的使用时间和寿命了。在生态方面，nRF7002需要配合Nordic其他系统级的芯片使用，比如上面说的nRF5340，当然nRF7002还是可以和非Nordic的芯片连接使用的。

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小编的话

作为全球超低功耗无线通信技术的资深玩家，Nordic的产品向以小而精著称。不知道小伙伴们是否有采用过双核的nRF5340开发自家的蓝牙系统？又或者采用过支持2.4 GHz和5GHz双频的nRF7002开发 WiFi系统？您在开发这两类系统时是否采用过文中提到的开发板？您有哪些心得和经验？欢迎留言，分享讨论！

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关键词：分流基准，操作面板

产品一：ADI ADR1399精密分流基准

ADI的ADR1399精密分流基准，是恒温补偿、埋入式齐纳二极管、7.05V的电压基准。它在各种电压、温度和静态电流范围内具有出色的温度稳定性。

ADR1399在单片基板上结合了温度稳定环路和有源齐纳，几乎消除了电压随温度的变化。

ADR1399亚表面齐纳电路的额定静态电流IREF为3mA，可最大限度地降低噪声（1.44μV p-p，0.1Hz至10Hz），并具有出色的长期稳定性 (7ppm/√kHr) 。

ADR1399的输出动态阻抗 (0.08Ω) 远低于LM399，从而减少了分流电阻器 (R_SHUNT) 和基准输出上的电源电压变化。

ADR1399精密分流基准设计用于超稳定数字电压表、精密校准设备和超级可重复的模数转换器 (ADC) 等应用。

产品特性

• 7.05V超稳定分流基准
• 低温系数：0.2ppm/℃
• 最大动态阻抗：0.08Ω
• 典型参考噪声（10Hz<f<1kHz时）：1.84μVrms
• 初始精度范围：–300mV至+250mV
• 采用4引脚TO-46金属罐
• 提供外部热绝缘体
• 传统LM399的升级路径

适用范围

• 万用表精密电压基准
• 校准设备电压标准
• 实验室测量设备
• 工业监视器和控制仪表
• 超稳定数据转换器

产品二：研华 WOP-200K系列 XGA/SVGA 操作面板

研华开发的WOP-200K系列 XGA/SVGA 操作面板，适用于各种操作，包括PLC、热控制器、逆变器和传感器的包装、标签分切以及食品和饮料等应用。

WOP-200K系列系统采用ARM9 32位RISC处理器和64MB工作存储器，具有不同尺寸的液晶显示器(从4.3”到15”）。

此外，WOP-200K系统还搭载了HMINavi人机互动软件，通过可视化来减少劳动和提高生产效率。

其强大的连接驱动支持多达500多种主流品牌PLC系统整合部署不设限。

产品特性

• ARM9™ 32位RISC处理器，内置64MB SDRAM工作存储器
• 支持500多种PLC工业通讯协议
• 备份存储器128KB，用于保留关键数据或参数
• 支持通过串口、以太网、USB端口下载HMINavi Runtime运行数据
• 不限量对内I/O点标签
• 不同尺寸LCD秒级切换应用程序
• 支持横向/竖向双操作
• 面板安装设计确保安装简便，前面板符合IP66防护标准

适用范围

• 操作员界面
• PLC可视化
• 人机界面

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关键词: 线缆, 射频, 测试

问：用于性能测试的RF测试电缆

在RF台上对产品进行测试可能会需要使用许多不同的电缆。N到N型、BNC到N型、BNC到SMA型等等。
而很多时候，我们只需要执行一些快速简单的测试（通过/不通过），而无需使用昂贵的精密电缆。

对于此类测试，我会在工作台上放几根4英尺长的BNC到BNC测试电缆，例如自制同轴跨接电缆一文中所述的电缆，或与501-1019-ND类似的零件。

我拥有各种BNC母头至“各种样式”的适配器。

只需将这些适配器简单地放在BNC电缆的末端，即可制成我需要的任何配置。
下面是我们在售的一些与上述电缆配合使用的适配器：

• BNC母头至N-公头J10100-ND 
• BNC母头到N-母头ACX1358-ND 
• BNC母头至UHF公头CPAD500-ND
• BNC母头至UHF母头ACX2051-ND
• BNC母头至TNC公头367-1185-ND
• BNC母头至TNC母头ACX1379-ND
• BNC母头至SMA公头J10098-ND
• BNC母头至SMA母头J10097-ND
• BNC母头至迷你UHF公头991-1074-ND

由于与电缆相连的是BNC，因此可以根据基础性能测试的需要快速便捷地进行更换。

DigiKey还同时提供多种同轴适配器套件。但在与客户交流时，我时常发现套件中的适配器数量超过了所需的数量，并且将单个BNC电缆与经常更改的BNC适配器搭配使用并不是很合适。

更多射频的技术信息, 请查看以下内容

• 射频（RF）天线
• 射频术语简介
• 同轴、双轴和三轴电缆
• 常见的同轴连接器说明
• 电缆长度会影响天线的性能吗？

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关键词: 保护, 工作原理, 规格

问：保险丝参数

额定电流

保险丝的额定电流表征的是在保险丝不断路的情况下所能承载的最大电流，并根据适用监管机构制定的程序进行测量。重要的是，UL/CSA(北美)和IEC(欧洲)标准对几种常见保险丝样式有所不同;一般来说，按照UL/CSA规格生产的保险丝预计在额定电流135%的情况下在不超过一小时内断路，而IEC规格的保险丝预计在标称值150%的情况下至少保持一小时。这意味着IEC规格的保险丝通常可以在其标称电流值下使用，而对于UL规格的保险丝，建议在不超过标称额定值的75%的情况下设计连续运行。建议仔细检查数据手册，因为从设备标记来看，生产保险丝的规格并不总是显而易见的;例如，IEC规格的保险丝也可能是UL认可的组件，并标记为这样。然而，在两种最常见的小家电保险丝尺寸中(5x20mm和¼x 1¼”)，大多数生产的电气规格往往与用于描述其尺寸的测量单位一致。

应用变量(特别是温度)将影响保险丝断路的实际电流水平。一个好的保险丝数据手册将提供有关如何调整标称电流额定值(通常为25°C温度)以考虑此影响的信息。此类信息的一个示例如图6所示。说明提到25%的标准降额表明这些是UL规格的产品，它们确实是。

这些降低额定值的建议是为了避免由于保险丝疲劳现象而造成不必要的断路。因为保险丝元件在熔化前会明显升温，在常规基础上过于接近保险丝的额定电流会使其变弱，最终导致保险丝在不需要这种断路的情况下断路。

保险丝类型

保险丝类型属性以非正式的术语描述产品的一般外形因素和构造风格，通常参考特定的应用环境或区别产品特性。例如，“汽车”保险丝是汽车应用中常用的保险丝样式，“指示保险丝”旨在提供特别突出的已断路的视觉指示，等等。

因为它们通常有类似的尺寸和类似的额定值，玻璃和陶瓷弹匣式保险丝之间的区别往往是一个问题。一般来说，与同等尺寸和标称额定值的玻璃保险丝相比，陶瓷保险丝在发生严重故障时提供更高的断开能力和更小的破裂风险。作为交换，玻璃保险丝提供了能够通过简单的目视检查(通常)确定保险丝是否已经断路的便利。这些区别不是微不足道的;玻璃保险丝在严重故障期间破裂可能会产生额外的电路故障，并导致严重的设备损坏。由于这个原因，玻璃保险丝不应取代陶瓷保险丝。

额定电压(-AC和-DC)

保险丝的额定电压表示保险丝被额定使用的电路的最大交流或直流电压。交流额定值指标称均方根电压值，直流额定值指直流值。对于同时提供交流和直流额定电压的设备，这两个数字通常会有所不同;有时也会相同。在直流电路中中断故障通常比在类似的交流电路中更为严重，因为交流电路中的反向电流有助于熄灭保险丝中保险丝元件断路时形成的电弧。

然而，最终，保险丝额定电压与其说是对给定设备特定特性的衡量，不如说是对它们被测试和认证使用的限制的描述。作为与安全相关的保护部件，保险丝受世界各地各种监管机构制定的标准的约束，不同的机构具有不同的地理和应用管辖区。在电压超过额定值的电路中使用保险丝会产生保险丝无法正常断路的风险，这是由于保险丝元件熔化后在其端子(或其剩余部分)之间形成电弧。当这样的电弧形成时，它们的有效电阻可能相当低，使故障电流几乎像保险丝仍然完好无损一样容易流过。出于这个原因，保险丝额定电压不是相加的;例如，两个250V的保险丝串联在一起，对于一个480V的电路来说是不合适的保护。

响应时间

保险丝的响应时间属性定性地描述了保险丝在响应过电流情况时断路的速度。涌流、电机启动负载和类似现象通常会导致短时间的大电流，超出长期允许的范围。对于此类应用，使用慢烧保险丝，以避免在常规安全条件下不必要地断路保险丝或由于保险丝疲劳而断路保险丝。在许多不期望瞬时电流浪涌的电子或电器应用中，快速熔断类型可用于对过电流条件提供更快的响应时间。作为一个例子，图7显示了Littelfuse的 312系列和313系列保险丝产品的特性，这两种3AG尺寸的玻璃保险丝分别具有快速和缓慢的响应时间。在2A的电流下，快速的1A保险丝预计在大约0.3秒内断路，而慢速保险丝则需要近20秒才能断路。

封装/外壳

保险丝的封装/外壳属性描述了设备的物理外形因素，可以与“安装类型”和“保险丝类型”参数一起使用，以帮助确定现有应用的机械兼容替换保险丝。3AG(1/4“x 1¼”)和稍小的5x20mm尺寸是交流供电电器应用中最常见的，ATO/ATC风格的刀片保险丝在汽车应用中最常见。

不同额定电压时分断能力

该参数表征保险丝在其最大额定工作电压下可以安全中断的电流量。在短路故障条件下，电流流量可能是其正常值的许多倍。为了确保保险丝能够安全地中断这种故障，重要的是要选择一个分断能力大于保险丝必须中断的源的最大可用电流，同时考虑到源、电缆和电路所有元件的特性。

给定设备的分断能力可能会因参考的是交流电压还是直流电压而有所不同;所列数值均不具体参考。特别是对于列出两者的设备，应查阅数据手册，以验证所列分断容量数字适用于哪个额定电压。

融断 I²t

熔化I2t参数表征熔化特定设备中保险丝元件所需的能量，用于估计保险丝是否可以安全地承载指定大小和持续时间的浪涌电流，保险丝在断路前允许通过故障电路的能量，以及用于类似目的。它是响应时间属性的定量对应物(在相同的电流额定值下，快速保险丝的I2t值比慢速保险丝低)，对工程目的更有用，但对快速选择所需产品不太方便。它通常通过对给定设计的保险丝施加逐渐增大的电流脉冲来测量，直到在短时间内(约8ms，大约半周期，60 Hz)熔化保险丝元件所需的电流流量建立。

认证机构

此属性列举给定保险丝已获得批准的各种认证机构。安全标准和认证过程因全球司法管辖区而异，如果包含保险丝的产品要在特定地区合法销售，则需要或接受哪些批准，政策可能会有所不同。

应用

电气和专用保险丝通常设计用于具有独特或不常见要求的应用，例如手持式万用表或在潜在爆炸环境中操作。如果在产品文献中提到了这种用法，则反映在“应用”属性中，以帮助快速识别这些专用产品。由于这些数据是基于营销文案，而不是普遍认可的技术规范，因此应理解为松散的指导，不要过于依赖。例如，标记为某些特定应用的保险丝也可能非常适合其他用途，并不是所有适合在该应用中使用的保险丝都必须如此标记。

颜色

许多保险丝样式(主要用于汽车用途)以不同的颜色生产，以帮助识别保险丝的标称电流额定值。虽然作为一种有用的指南，参考标记的电流额定值应被认为更可靠，因为颜色编码系统不一定在所有保险丝样式中一致，并且存在歧义，这可能导致信息本身的不一致。

等级

UL标准建立了许多保险丝类别，描述了适用于不同环境的设备的特性。这些标准涵盖了物理外形因素、中断等级、时间延迟特性和类似事项等主题，以促进适用于不同用途的产品的可用性，同时最大限度地减少因保险丝更换不当而产生的风险。

标有UL等级标识的产品通常(但并非全部)为限流型，用于保护在600V或更低电压下运行的本地配电网络的馈线或分支电路，电流额定值可扩展到数千安培。虽然在相同的标准体系中进行了处理，但在普通消费者最熟悉的小家电，汽车和类似应用中发现的保险丝被归类为提供补充保护，并且通常不与UL等级标识一起列出。

在这种情况下，“限流”一词是指在短路故障事件中保险丝处于断路过程中，限制最坏情况下电流流动的保险丝行为。这通常是通过用专门的沙子填充保险丝载流元件周围的空间来实现的，以便冷却和熄灭保险丝元件在熔化时残余部分之间形成的电弧。

更多保险丝的技术信息, 请查看以下内容

• 保险丝 I²t 额定值、熔点和断开额定值
• 选择正确的PTC可复位保险丝
• 保险丝额定电压，需要使用电压更高的保险丝吗？
• 从保险丝的时间与电流特性,如何选择适当的保险丝?
• 什么是PTC可复位保险丝？

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作者：Jeff Shepard

关键词：传感器, 监测, 方案

由于现今的供应链面临诸多挑战，加上密切监测库存水平和控制生产工艺的需求，感应和测量储罐中固体、液体或颗粒状材料的储量就变得越来越重要。根据应用的不同，料位传感器可能必须为食品安全型；能够耐受高压、高温或振动；具有高酸碱耐受性，能够在腐蚀性环境中使用；并具有高电气隔离和热隔离性，以确保安全运行。

虽然设计料位传感器并非不可能，但这是一项充满风险的复杂任务。首先要找出与应用相匹配的测量技术，如电容、磁性、超声波或光学感测。然后选择支持工作环境的外壳、元器件和其他材料。通常还需要获得安全和监管部门的批准，并确保设计达到所需的侵入防护 (IP) 等级。

设计人员可以改用预先设计的料位传感解决方案，以确保准确可靠的测量，同时加速产品上市时间。本文首先回顾了电容、磁性、超声波和光学感测技术的工作方式，包括 A 型（常开）和 B 型（常闭）器件。随后探讨材料的适用性和 IP 防护等级，并确定每种技术最适合的应用。最后举例介绍了 PIC、Carlo Gavazzi 和 TE Connectivity 采用磁性、电容、超声波和光学感测技术的料位传感器。

磁性料位传感器又叫浮子传感器，采用密封杆中的磁簧开关设计，浮子中包含环形磁铁。带有磁铁的浮子会随着液位一起上升和下降。当磁环上升（或下降）到某一水平时，就会激活磁簧开关（图 1）。这种设计高度可靠，在 A 型和 B 型配置中的额定开关操作次数可达数百万次。外壳材料有多种材料可选，如聚丙烯、聚酰胺和不锈钢，适用于各种液体，并且有些为食品安全型。款型分为顶部、底部和侧面安装式。

用于液体等物料的电容感测

除了感测储罐中的液位外，电容式料位传感器还可用于固体或颗粒状材料。探针与罐壁结合，形成一个电容器。电容值随储罐内的材料量变化。通常，储罐中的材料越多，电容就越大。这类传感器有各种外壳材料可供选择。电容式料位传感器的感测距离可调节，并可设计配备或不配备内置的开启或关闭时间延迟功能。这类传感器可用于各种液体和固体，常见于工业过程和农业应用，如自动牲畜喂养系统和筒仓（图 2）。

用于高压和充气液体的超声波技术

超声波料位传感器工作范围通常为 40 kHz，远远超出人耳听力范围。这类传感器利用穿过间隙传送的超声波能量来工作。当有液体存在时，超声波能量的传输将得到加强；当只有空气时，能量会衰减。这些间隙传感器为各种液体提供点液位感测，特别适合用于其他技术难以监测的充气液体。这类密封传感器的典型设计是在高达 250 PSI 的加压液体中工作，但特殊设计工作压力最高可达 5,000 PSI（图 3）。

用光学传感器感测料位

光学料位传感器根据空气与受监测液体之间的不同折射率来工作。这类传感器由一个红外 (IR) 发射器（发送器）、一个接收器、一个放大器和一个输出开关组成。发射器通常是砷化镓 (GaA) 红外发射二极管。输出可以是晶体管（DC 输出），或者可控硅整流器（AC 输出）。传感器的锥形尖端形成一个棱镜，红外脉冲向下传输到尖端，当没有液体时，经内部反射到接收器。当传感器的尖端浸没时，液体将具有与空气不同的折射率，而光束将不会传输至接收器（图 4）。光学料位传感器的用途相当广泛，可用于石油、废水和酒精，以及啤酒、葡萄酒和冲泡咖啡等食品溶液。

外壳方面

外壳材料对于决定各种料位传感器的适用场合是关键因素。一些常见的外壳材料包括：

聚酯对许多化学品有很好的耐受性，且抗裂性强，可以在 -70°C 至 +150°C 温度下使用。

不锈钢与各种化学品和食品相容。其具有出色的生物清洁能力，常用于制药和食品加工以及医疗和工业应用。

聚酰胺 12 又叫尼龙 12，具有高透明度、良好的低温韧性、优异的尺寸稳定性和动态强度，并且因密度低而重量轻。使用温度最高可达 80°C。

聚砜具有强度高、透明和用途广泛的优点。这种材料有很高的尺寸稳定性；当暴露在沸水或 150°C 的蒸汽或空气中时，尺寸变化低于 0.1%。对 pH 2 至 pH 13 的电解质、碱和酸具有很高的耐受性。耐受氧化剂意味着可以用漂白剂进行清洗。

聚丙烯耐受许多有机溶剂、酸和碱，但易受氧化性酸、氯化碳氢化合物和芳香族化合物侵蚀。其最高工作温度为 80°C。由于高度不透水，因此非常适合于浸泡应用。

IP 防护等级

IP 防护等级代码在 IEC 60529 中设定，并纳入美国的 ANSI 60529 和欧洲的 EN 60529 标准中。等级由两个数字组成，第一个数字表示对固体物侵入的耐受性，范围为 0 至 6；第二个数字表示对液体的防护等级，范围为 0 至 9K。较低的 IP 防护等级一般不适合料位传感器的应用场合。一些较高的固体物侵入防护等级包括：

5 – 表示防尘。不能完全防止灰尘侵入。但是在有灰尘的情况下，设备应该能继续工作，只是性能水平较低。

6 – 表示尘密。完全防止灰尘侵入。

液体侵入的第二个数字更为复杂。性能较高的类别包括：

7 – 在规定的压力和时间内，浸入深达 1 m (3 ft 3 in) 的水中，侵入的水不会达到有害水量。

8 – 在制造商规定的条件下持续浸泡于深达 1 m (3 ft 3 in) 或更深的水中。

9K – 提供近距离高压、高温喷淋防护。

经 FDA 批准的磁性料位传感器

对于需要美国食品药品监督管理局 (FDA) 批准的应用，设计人员可以选用 PIC 的聚丙烯外壳磁性料位传感器。PLS-020A-3PPI 是一款用于垂直测量的紧凑型传感器，而 PLS-092A-3PPH 专为水平感测设计（图 5）。这款料位传感器具有 IP67 防护等级，A 型触点的最大额定值为 10 W、0.7 A、180 VDC 和 130 VAC。其工作温度范围为 -20 至 +80°C。

电容传感器

Carlo Gavazzi 的电容传感器采用热塑性聚酯外壳，可调节感测距离，并可选择配备 (VC11RTM2410M) 或不配备 (VC12RNM24) 内置时间延迟功能。具有时间延迟功能的传感器，最多可让 A 型或 B 型动作延迟 10 分钟。这些传感器具有 4 至 12 mm 的可调感测距离，可用于监测各种固体、液体和颗粒状材料。单刀双掷 (SPDT) 继电器输出可以直接驱动负载，如螺线管和致动器。这类传感器的工作电压为 20.4 至 255 VAC 或 VDC，额定温度为 -20°C 至 +70°C。

具有高重复性的料位传感器

TE Connectivity 的 LL01-1AA01 超声波料位传感器具有 2 mm 或更高的重复性，借助数字滤波器技术来提高性能。具有 A 型或 B 型单刀单掷 (SPST) 继电器输出，这款传感器封装在不锈钢外壳中，额定输入电压为 5.5 VDC 至 30 VDC，可支持 100 VAC或 VDC 的峰值负载电压，在高达 +25°C 下，连续电流为 3.5 A，线性降额至 +100°C 下的 0.75 A。最高能承受 250 PSI 的压力。提供多种型号选择，包括：最高工作温度可选 80 或 100°C，安装方式可选 ¼” NPT 或 ½” NPT，以及电缆长度可选 1、4、10 和 20 ft。

外壳材料可选的光学传感器

VP01/02 光学料位传感器与 Carlo Gavazzi 的VP01EP 一样，采用聚砜外壳，可耐受大多数酸和碱。该公司的 VP03/04 传感器与 VP03EP 一样，采用聚酰胺 12 外壳，可耐受各种溶剂。这些 IP67 防护等级的传感器可以在环境光水平高达 100 lux 的情况下使用。A 型和 B 型输出可选择 NPN/PNP 晶体管（DC 负载）或可控硅整流器（AC 负载）。直流供电的传感器光脉冲频率为 30 Hz，而交流供电的传感器脉冲频率为 5 Hz。直流供电的传感器工作电压为 10 VDC至 40 VDC，并设有 LED，用于指示输出已开启。交流供电的传感器额定输入电压为 110 VAC 货 230 VAC。

总结

现今有各种传感技术（包括磁性、电容、光学和超声波）可用于监测储罐中的液体、颗粒和固体材料储量，以帮助监测库存水平并控制生产工艺。这些传感器有各种外壳材料可供选择，适合特定工作环境，包括高温、高压和灭菌程序。

小编的话

重要的东西往往低调。和大型产线设备系统比起来，料位传感器小到可致忽略。然而，正如文章所言，料位传感器不仅是生产过程中物料运行的保障，也是改善供应链管理的一个重要抓手。了解并准确选用合适的料位传感器，对物料管理系统的重要性不言而喻。您的物料监测系统采用何种类型的料位传感器？您对料位传感器的选用有哪些经验和建议？欢迎留言，分享讨论！

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作者：Jeff Shepard

投稿人：DigiKey 北美编辑

关键词：电源管理, 充电, 电路设计

用于锂离子和锂聚合物电池的通用电池充电器与用于随身充电 (OTG) 的 USB 3.0 供电 (PD) 技术一起使用的应用越来越广泛，包括无人机、智能手机、平板电脑、无绳吸尘器、便携式医疗设备、无线扬声器和电子收银机设备。在这些应用中，一直要求设计者减少充电时间和外形尺寸，提高功率密度，并降低成本。

降压升压电池充电器与 USB PD 相结合，可以开发出快速、高效、通用的输入充电解决方案。但这些设备并不简单，将它们设计成支持 USB OTG 规范可能需要大量的时间。这增加了成本，并可能影响设计进度。由于需要遵守 USB 快速角色交换 (FRS) 的时间和控制标准，以确保正在提供电力的设备能够迅速成为电源消耗者，并保证数据连接不间断，因此设计过程可能变得更加复杂。

对于 USB PD 通用充电应用，设计者可以通过转向集成充电器来解决其中许多问题。集成充电器可以简化设计过程，支持全功能和紧凑型降压升压充电解决方案的实现，以低零件数和高功率密度提供高功率、快速充电。

本文简要探讨了基于 USB 3.0 和 USB Type-C® 的通用充电需求，以及实现降压升压通用输入 USB OTG 和 FRS 解决方案的复杂性。然后将回顾使用集成设备的好处，并介绍了 Texas Instruments 具有双输入选择器以及 USB PD 3.0 OTG 和 FRS 支持的集成降压升压充电解决方案。最后还介绍了一个支持性评估模块，以帮助设计者开始设计其下一个具有 OTG 和 FRS 功能的通用输入 USB PD 充电器。

通用和 OTG 充电与 FRS 的复杂性

通过建立一个标准化的连接器，USB Type-C 帮助实现了通用交流电源适配器的开发和电子垃圾的减少。但标准化连接器只是其中一个因素。便携式设备的电池的芯数各不相同，且要求适配器额定功率范围大，电压横跨 5 伏到 20 伏。不同适配器额定功率与不同电池电压的组合，意味着 USB PD 充电解决方案架构是复杂和具有挑战性的（图 1）。

首先，USB PD 控制器 (U4) 必须识别适配器规格，包括：USB 电池充电规范修订版 1.2 (USB BC1.2)、标准下行端口 (SDP)、充电下行端口 (CDP)、专用充电端口 (DCP)、高电压专用充电端口 (HVDCP)，甚至非标准适配器。USB PD 控制器与适配器之间完成通信之后，输入电源路径管理和电流检测单元 (U1) 打开背对背的功率 MOSFET，将输入电压从 VBUS 连接到降压充电器 (U2) 的输入端。输入电源路径管理单元还通过检测电阻感应输入电压和电流，以支持过压和过流保护。

在降压升压充电器单元 (U2) 中还有四个附加 MOSFET，根据电池电压的要求提高或降低输入电压。在降压升压充电器的输出端需要另一个功率 MOSFET 和一个电流检测电阻，以支持 USB PD 充电器的窄电压直流 (NVDC) 电源路径管理和充电电流检测。

NVDC 电源路径管理是一个特定的控制协议，它将系统电压调节至略高于电池电压，并且不允许电压下降到最低系统电压以下。最低系统电压是指，即使在电池被移除或完全放电的情况下也能使系统运行的电压水平。此外，如果系统功率需求超过了输入适配器的额定值，电池补充模式就会支持额外的系统功率需求，防止适配器过载。

OTG 电源和 FRS

为了支持 OTG 供电，图 1 中的 DC-DC 转换器 (U3) 用来对电池放电，以在 VBUS 上提供一个稳定的电压，从而在适配器被移除时为外部设备供电，这是 USB OTG 规范的要求。如果还需要 FRS，DC-DC 转换器必须被启用并连续保持在待机模式，即使有一个适配器通过 USB Type-C 端口连接到 VBUS。如果适配器断开，连接到 DC-DC 转换器的背对背功率 MOSFET 就会打开，并连接转换器的输出，以保持 VBUS 并启用 FRS。这种方法的缺点是，保持 DC-DC 转换器处于待机状态会增加系统的静态电流损失。

集成 1 至 4 芯的降压升压充电器，具有 USB OTG 和 FRS 功能

如图所示，设计一个通用 USB PD 充电解决方案以支持 OTG 和 FRS 可能是一项复杂的任务。对于使用一至四芯锂离子电池或锂聚合物电池的应用来说，Texas Instruments 为设计人员提供了 BQ25792RQMR 全集成降压升压充电器，支持 USB Type-C 和 USB PD 的全部输入和输出 OTG 电压范围，大大简化了完整的 USB PD 充电解决方案的设计，包括 FRS 支持（图 2）。一个可选的双输入电源多路复用控制器可以为两个不同的输入电源提供支持：即 VIN1 的 USB Type-C 连接器和 VIN2 的辅助电源。

BQ25792 支持广泛的输入，具体包括：

• 3.6 至 24 伏输入电压范围。
• 检测 USB BC1.2、SDP、CDP、DCP、HVDCP 和非标准适配器。
• 未知输入源的最大功率点检测。

BQ25792 包括集成输入电流检测，能够让充电器调节输入电流并提供输入过流保护，防止适配器过载。此外，外部背对背功率 MOSFET 的控制和驱动电路被整合为输入过压和过流保护电路的一部分，取代了图 1 中输入电源路径管理和电流检测单元 (U1) 的功能。

图 1 降压升压充电器单元 (U2) 中集成的四个 MOSFET 能够让 BQ25792 充电器支持 OTG 充电。适配器存在时，充电器在标准充电模式下运行。适配器断开时，电流就会反过来，从电池流向 VBUS。BQ25792 兼容完整的 USB PD 3.0 电压范围规范，从 2.8 伏到 22 伏，可按 10 毫伏 (mV) 步长进行编程。

支持 FRS 的新方法

USB Type-C 端口对 FRS 的支持是通过一个称为备用模式的功能实现的，该功能消除了对图 1 中的 DC-DC 转换器 (U3) 的需要。BQ25792 支持降压升压充电器部分从正向充电模式到反向 OTG 模式的超快速切换，而不会出现总线电压超出规格的情况。

在正常操作下，适配器通过 VIN1 端口连接到 BQ25792，为电池充电，同时通过 PMID 输出为系统和任何供电附件提供电源。如果适配器断开，电池仍然可以为系统提供电源，但连接到 PMID 引脚的配件可能会失去电源。

使用备用模式时，充电器会不断监测 VBUS 电压。当 VBUS 下降到阈值水平以下时（表明失去了来自适配器的输入），充电器会迅速从充电模式转变为 OTG 模式，从电池放电，调节 VBUS 电压，并进行 FRS，而不需要额外的 DC-DC 转换器。在 BQ25792 中用备用电源模式实现 FRS，可以确保任何连接到 PMID 引脚的配件在 VBUS 电压下降时不会失去电源（图 3）。

BQ25792 提供了1.5 兆赫 (MHz) 或 750 千赫 (kHz) 开关频率选择，使设计者能够根据应用的需要权衡解决方案的大小和效率。使用 1.5 MHz 的开关频率可以使用小的电感（1 微亨利 (μH)）和电容值。使用 750 kHz 的开关频率可以实现更高的效率，但由于电感 (2.2 µH) 和电容较大，导致解决方案尺寸也较大。

为了延长电池寿命，尽量减少电力损耗，系统在闲置、运输或储存期间是关闭电源的。在“运输模式”下，I2C 仍被启用，但充电器的系统时钟变慢，以尽量减少器件的静态电流。在正常操作下，对于只用电池的操作，静态电流为 21 微安 (µA)。在“运输模式”下，静态电流下降到 600 纳安 (nA)。

为了帮助设计人员开始使用 BQ25792，Texas Instruments 提供了 BQ25792EVM 评估板 (EVB) 来实现同步降压升压充电器，为 1 至 4 芯电池提供高达 5 A 的充电电流，分辨率为 10 mA（图 4）。这个 EVB 包括一个接口，可以在充电和 USB OTG 模式之间切换。此外，用户可以通过一个集成的模数转换器 (ADC) 监测充电器状态、电压和电流以及任何故障。

该评估板的其他特点包括：

• USB 自动检测、USB PD 和无线输入，支持 3.6 至 24 伏输入
• 双输入源选择器，驱动双向阻断 NFET
• USB OTG 供电，2.8 至 22 伏输出，分辨率为 10 mV
• 在关机/运输模式下，静态电流低于 1 µA
• 众多的测试点、跳线和检测电阻支持电压和电流测量

结语

综上所述，设计一个通用的 USB PD 充电解决方案可能是一项复杂的任务，设计支持 USB OTG 规范的充电器可能需要大量的时间。由于需要遵守 USB 快速角色交换 (FRS) 的时间和控制标准，设计过程会变得更加复杂。其结果可能是增加成本和影响设计进度。

为了避免这种情况，市面上提供了集成式降压充电器，可支持便携式设备设计者对 USB PD、OTG 充电的需求。它们遵守 USB FRS 定时和控制标准，减少了锂电池的充电时间，缩小了外形尺寸，提高了功率密度，降低了成本，并加快产品上市速度。

推荐阅读

1. USB Type-C™、USB PD 和 USB 3.1 第 2 代：速度和功率的新标准

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关键词: 电阻, 规格

问：技术产品指南：通孔电阻

通常，通孔电阻的电阻和容差使用色环在电阻本身上表示。颜色表示的值如下所示

阻值： 表示电阻对电流通道的阻碍。以欧姆为单位测量，数值越高，它为系统提供的阻值就越大。公制适用于欧姆，因此您可以看到毫（m）和千（K）或其他公制指示符连接到器件的欧姆值。

公差： 电阻可能工作的阻值与规定的阻值相差多远。这是由于制造过程中零件之间存在微小差异。通常列为+/-，然后是百分比。相对于固定阻值，差异可以是负数或正数。电阻将在给定范围内工作。百分比越小，电阻将越接近规定值。

功率（瓦特）： 电阻可以处理的最大瓦特数。超过此限值将损坏电阻，可能还会损坏系统的其他部件。如果合适的话，功率更高的电阻可以取代功率更低的电阻，但反过来不行。

成分： 用于制造电阻的材料类型。

特性： 列出电阻的特定特性，如防火、高压、电流感应等。

温度系数： 任何材料的电阻都会随着温度的变化而变化，通常随着温度的升高而增加，随着温度的降低而减少。温度系数阐述了如果温度变化1摄氏度，电阻会发生多大变化（PPM），通常以百万分之一摄氏度为单位进行测量。

工作温度： 划定电阻正常工作的温度范围。超过该范围的最小值或最大值可能会导致阻值不稳定、损坏电阻、损坏器件或两者都损坏。

封装 / 外壳： 电子元件上的保护外壳，便于操作、安装和保护器件。这是我们确定的最接近供应商器件包的行业标准。通常，在设计电路时，最好使用数据表中的实际尺寸，而不是使用这个术语。

供应商器件封装： 制造商定义的该器件的封装。它们是特定于制造商的。在设计电路时，通常最好使用数据表中的实际尺寸，而不是使用这个术语。

大小 / 尺寸 ：器件的物理尺寸。通常为长度和直径。

高度 – 安装（最大值）： 电阻将在其连接的表面向上延伸多远。

端子数： 这表示电阻连接到PCB的端子数量。

故障率：组件发生故障的频率，通常以每使用1000小时的百分比表示。名称M、R、P和S来自军事规范，它们对应于特定的百分比。请注意，虽然我们的一些零件使用这些字母名称，但这并不意味着它们被批准用于军事用途，请参阅单独的数据表了解更多信息。

通孔电阻示例

制造商产品编号	OY104KE
DigiKey 零件编号	OY104KE-ND
制造商	Ohmite
详细描述	100 kOhms ±10% 2W 轴向 通孔电阻 防潮，脉冲耐受 陶瓷
规格书	点击这里

制造商产品编号	FPR2A-1RF1
DigiKey 零件编号	696-1006-ND
制造商	Riedon
详细描述	1 Ohms ±1% 30W TO-247-2 变式 通孔电阻 电流感应，非电感 金属箔
规格书	点击这里

制造商产品编号	610FPR015E
DigiKey 零件编号	610FPR015E-ND
制造商	Ohmite
详细描述	15 mOhms ±1% 1W 径向 通孔电阻 电流感应，非电感 金属元素
规格书	点击此处

制造商产品编号	MOX92021007FTE
DigiKey 零件编号	MOX92021007FTE-ND
制造商	Ohmite
详细描述	1 GOhms ±1% 4.6W 轴向 通孔电阻 고전압，내습성，비유도성 金属氧化物薄膜
规格书	点击此处

制造商产品编号	SM102031005FE
DigiKey 零件编号	SM102031005FE-ND
制造商	Ohmite
详细描述	10 MOhms ±1% 1W 径向 通孔电阻 高电压，非电感 厚膜
规格书	点击此处

制造商产品编号	PF2203-0R2F1
DigiKey 零件编号	696-1162-ND
制造商	Riedon
详细描述	200 mOhms ±1% 35W TO-220-2 通孔电阻 电流感应，耐燃，脉冲耐受，安全 薄膜
规格书	点击此处

制造商产品编号	CB5JB2R00
DigiKey 零件编号	CB5JB2R00-ND
制造商	Stackpole Electronics Inc
详细描述	2 Ohms ±5% 5W 轴向 通孔电阻 耐燃，防潮，安全 绕线
规格书	点击此处

制造商产品编号	B12J50RE
DigiKey 零件编号	B12J50RE-ND
制造商	Ohmite
详细描述	50 Ohms ±5% 12W 轴向 通孔电阻 阻燃涂层，安全 绕线
规格书	点击此处

更多电阻的技术信息, 请查看以下内容

• 当5环电阻并非真的5环电阻时
• 薄膜电阻与厚膜电阻 – 电流噪声比较
• 如何给发光二极管选择合适的串联电阻
• 电阻电压系数（VCR）的影响
• 功率薄/厚膜电阻选择合适散热片

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关键词: 风扇, 工作原理

问：风扇及系统曲线

读取风扇曲线

空气增流器及其移动空气所通过的系统均可展现静压与气流的特性曲线。其概念与电阻相似；当流经电阻的电流增加时，电阻的压降也随之增加。同样，当通过系统的风量增加时，系统的压降也会增加。

然而，与大多数电阻不同的是，对空气增流器及其移动空气所通过的系统而言，压力和风量之间往往存在明显的非线性关系。例如，图1为风扇样例（FFB0912SHE ）的特性曲线，配有部分注释。最大的压力和风量点分别是图中最左边和右边的点，通常反映在给定风扇的参数数据中。请注意，压力或风量在对方为零时达到最大值；所列的风扇压力和风量数值表示设备运行曲线的两种极端情形，不会同时适用。

许多风扇曲线经常出现的特征是靠近绘图中间的平坦、水平或正斜区域，通常称为曲线中的“拐点”。它对应于气流从风扇叶片脱离而非在叶片周围平稳流动的操作区域。这种脱离会导致噪声水平增加，并且由于该区域的微小压力变化会导致风量出现巨大变化，因此系统的实际操作点可能既难预测又不稳定，会造成磨损加剧、机械振动和其他不良影响。鉴于这些原因，大多数风扇的首选操作范围是曲线拐点的右侧（自由流动）。

系统曲线和多风扇

在电子应用中，系统的压力P 和通过系统的风量Q 之间的关系往往是P=xQy 的形式，其中x 和y 是风扇迫使空气通过的系统特征“常数”，指数y 的值通常在1和2之间，通常接近2。对于风扇和空气移动所通过系统的任何给定组合，操作点为系统和风扇曲线相交处——在这一流速下，风扇产生的静压与通过所装系统的风量所需的压力达到平衡。

风扇及系统曲线的非线性特性可能会产生不太直观的影响。图2包含假设的系统曲线、图1所用的同一风扇曲线示例以及两个相同风扇串联、两个相同风扇并联和相同单个风扇以80%速度运行的曲线，每个场景的操作点均已圈出。人们可能认为情况应该会大致成比例——使用两个风扇会带来大约两倍的风量，或者降低风扇速度会按比例减少风量。虽然此处已证明，将单个风扇的速度调低20%会导致风量大致成比例减少，但如图3所示，将所用风扇的数量增加一倍，预计只会增加10%到17%的风量。

这一结果是由于所用风扇的曲线中存在宽而平的拐点区域，加上系统压力曲线上升相对较快，并且已接近单风扇情况下的拐点。虽然在此处使用单个风扇是可行的，但系统中几乎没有误差或变化的余地（如过滤器负荷）。并联使用多个风扇只是将整个风扇曲线向右延伸，让风扇曲线中的拐点穿过系统曲线；这并非出色的设计方案。将两个风扇串联使用，能够显著改善系统曲线和组合风扇曲线之间的余量，如果可以接受比单风扇方案增加一倍的部件数量和空间要求，或者需要多余元件，这也许是可行的解决方案。然而，更好的解决方案可能是寻找具有更适用于该应用场景的特性曲线的其他风扇。

推、拉或两者兼而有之？

可将空气增流器安装在系统的进气或排气侧，或两者均安装。与大多数此类设计方案一样，每种各有利弊。

(+)风扇在较冷空气中运行，延长使用寿命
(-)风扇靠近过滤器，会降低过滤器的效能和流动效率
(-)应用外壳内气流不均

(+)由于增加了风扇与过滤器的距离，优化过滤效果及经过过滤器的流量
(+)便于根据排风温度进行闭环温度控制。
(+)外壳内气流更均匀
(-)风扇在较暖环境下运行：风扇寿命缩短

(+)冗余度：如果一个风扇发生故障，气流不会停止
(+)在保持降温效果的同时，能够降低风扇速度（对风扇寿命有利）
(-)价格及所需空间比单个风扇高出一倍

更多风扇的技术信息, 请查看以下内容:

• 风扇选型及应用指南
• 为带端子的交流风扇选择风扇线缆
• 浅谈风扇特性
• 浅谈风扇端接
• 风扇轴承及寿命

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