电源系统概述
这里讲述的电源是指一种电能转换装置。我们常见电源家族如图1.1所示，不同颜色连接线代表不同形式的电能，它们之间存在电能之间的转换，而实现这种电能转换的装置便是电源。
图1 常见小功率电源家族一览图
从图1.1中可以看出，电池和市电一样平常不能直接给电子系统供电，利用时须要先将电能转换到Power 1线路中，以供应给其它模块利用。个中电池可以通过升压或者降压的DC-DC电源来实现电能转换，市电则可通过AC-DC电源进行电能转换。在对电源哀求不高的场合，如充电器、LED驱动和电机驱动等运用中，Power 1可以直接供应电能
在过去，AC-DC电源常常利用一个工频变压器降压，然后通过整流滤波电路的线性电源得到Power 1，这样的电源体历年夜，而且效率不高，随着开关电源技能的发展和推广，这种线性电源逐渐被开关电源代替，并得到广泛运用。许多公司陆续推出高性能的AC-DC电源芯片，如安森美(ON)推出的NCP1075，不仅效率高、静态功耗小，而且外围器件非常少、电路大略，如图2所示，即便是菜鸟，也能很快上手，大大减少了电源开拓难度和缩短了开拓周期，非常有利于开关电源的推广。
图2 NCP1075运用电路图
高效率准谐振(QR)和高功率因数单级PFC反激电源也得到了快速发展，可能很快成为AC-DC电源主流，代表IC如安森美(ON)推出的NCP1380和NCP1247。
在运算放大器、传感器、MCU和基准源等运用中，它们对电源的纹波噪声和电压精度哀求比较高，那么Power 1还须要经由线性电源转换到Power 4线路中，才能给其系统供电。传统的线性电源一样平常采取NPN机构作为功率管，或者用达林顿构造功率管，如图3所示，LM7805和LM317等，都是这种构造。这类电源的特点是哀求输入电压比输出电压高1.5V以上，如果输入输出压差比较小，这种稳压办法就不能知足哀求了。
图3 利用NPN作为功率管
为理解决低压差问题，以PNP作为功率管的新品种——LDO应运而生。由于利用PNP作为功率管，如图4所示，以是输入输出的压差可以很低，如美国的MPS公司的MP20049，输入输出压差可以小到50mV，非常适用于低压差的场合。
图4 利用PNP做功率管
线性电源已经得到广泛运用。然而，随着电子技能的发展，电子产品对电源功率哀求越来越大，那么线性电源就有些力不从心了。缘故原由在于线性电源效率一样平常在60%以下，比较低，如果耗散功率大，还须要加散热片，致使它远远不能知足电子产品高集成化和高能效哀求。就在这个时候，高性能的DC-DC开关电源便逐渐受到广大工程师的青睐。
早期的DC-DC开关电源因其存在固有的开关噪声给许多工程师留下了不好的影响，正因如此，在选择电源的时候，很多人会首先考虑线性电源。然而，当代电子技能发展突飞年夜进，DC-DC开关电源在性能上也取得了惊人的发展。尤其是美国的MPS公司，通过改进生产工艺和技能创新，推出各种运用处所的高品质电源IC，已经广泛用到智好手机、条记本电脑、汽车和工业掌握等行业。MPS最近推出的MP2161GJ电源方案，如图5所示，不仅电路大略，而且性能优胜，纹波噪声可以小到20mV以下，频率可以到1.5MHz，输出电流到达2A，体积非常小，可以完美取代线性电源，成为高集成电源的空想方案。这正是将Power 1电能转换成Power 3电能的装置——高性能DC-DC开关电源。
图5 MP2161GJ运用电路
除了上述电源以外，在一些分布式供电系统和工控电源系统运用中，如图1.1右侧部分，它们须要肃清共模滋扰、浪涌冲击和实现安全隔离，电源隔离是必要的，以是就形成了Power 1电能换成Power 2电能的DC-DC隔离电源家当。然而隔离电源的设计难度大，制作工艺哀求高，很难通过自行设计并做出空想的产品，因此，隔离电源模块化成为一定发展方向。一些公司如广州致远电子株式会社将隔离电源设计成模块,如图6所示，它们只有输入和输出端子，不须要加任何外围器件就可以直策应用，有效提高了嵌入式系统的开拓效率。
图6 隔离电源模块
电源产品日月牙异，只有充分理解各种电源，才能在电源运用中选择最得当的方案。
