条记本电脑电源适配器
比如我们手机和条记本电脑的供电便是先由外部一个电源适配器供电,然后产品内部有各种电压值的供电系统。以是设计嵌入式供电系统的思路便是,强电到单一弱电、单一弱电到各种弱电压(比如,3V,5V),当然也可以从强电到各种单一弱电压。针对这三种思路,下面分别来先容下:
这种情形下大略的方案便是用一个变压器和集成线性稳压器构成电路设计,这种方案缺陷便是体历年夜、笨重、功耗大而且做不到高功率,现在险些不该用这种方案。另一种方案都是属于AC/DC开关电源设计,终极的设计哀求可能便是,须要某一固定电压值,和须要多大的电流,这个电压和电流的乘积便是电源适配器的功率。这种AC/DC开关电源设计可以在网络上找到很多的方案,找到对应的开关电源芯片都会有相应的方案供应,下面我为大家先容一款开关电源芯片OB2263的方案,事理图如下,仅供参考:

OB2263的方案事理图滤波整流
OB2263的方案事理图
单一弱电压到各种弱电压的设计恒压源电路线性恒压源常用线性稳压源常用的集成线性稳压源有78XX系列,比如7805、7812等,输出电压可以是: 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24 V,根据需求选择对应的型号即可。比如须要稳定5V输出电压就可以选用7805。
L7805实物图
不同厂商的前缀可能不同,市场上常用线性恒压源芯片命名基本如下图:
线性稳压器命名
个中:
厂商字符区由0~2个字符组成;
系列字符区一样平常有,78系列和79系列,78系列是输出正电压,79系列是输出负电压;
电流字符区,没有字符一样平常表示芯片可驱动电流为1A,M表示驱动电流为0.5A,L表示驱动电流有0.1A旁边;
输出电压字符区,一样平常是05,06,08,09,10,12,15,18,24对应着输出不同的电压。
下面就分享一个7805的实际利用的事理图,如下:
L7805实际运用事理图
对付有些功放电路须要 + - 双电源,可以参考如下设计:
78XX、79XX范例运用
LDO线性稳压源低压差线性稳压源,这种集成线性稳压器,哀求运用处所输入输出电压差要小。我们常常用的有1117系列,比如LM1117-1.8、LM1117-2.5、LM1117-3.3、LM1117-5.0、LM1117-ADJ(此型号是输出电压可调),输出电流可达到0.8A。示例电路如下:
LM1117范例运用
下图是实际工程中运用AMS1117-3.3实现的5V到3.3V的事理图:
AMS1117-3.3实际运用事理图
AMS1117-3.3实物图如下:
AMS1117-3.3实物图
DC-DC开关恒压源DC-DC开关恒压源,通过对掌握DC-DC转换器芯片内的集成开关管,掌握电容和电感储能和释能来掌握电压恒定输出,这种方法可以实现电源的升压、降压、反压。常用的芯片有MC34603,常用降压DC-DC转换器有LM2576系列。下面分别对这两种芯片运用做先容。
富满MC34063内部集成开关管,开关频率在100Hz~100KHz之间,可以通过TC引脚调节,其输出电流可达500aA,输出电压范围在3V~15V之间,不同厂商略有差异。富满MC34063内部框图如下:
MC34063内部构造框图
利用富满MC34063可以实现升压、降压、和反压,可参考如下事理图:
12V升压到30V
12V降压到5V
5V反压到-12V
各电路的参数打算公式可参考下图:
MC34063打算公式
下面给出一张实际工程中运用的电路图:
MC34063实际运用
LM2576系列DC-DC转换器有很多种型号,可以根据不同需求选择,可输出3.3V、5V、12V、15V和可调输出1.23~37V之间。其输入电压范围可达7V~40V,输出电流可达3A,52K固定开关频率。其范例运用和框图如下:
LM2576内部构造框图
下面给呈现实运用中利用的案例:
LM2576-5.0实际运用事理图
DC-DC电源模块有些时候我们设计通讯电路时,比如RS485和CAN接口电路,我们须要做隔离处理,以确保设计系统的安全可靠性,这时对RS485接口电路的电压也要做隔离处理,这时候会用到这种小型的SIP-4封装的DC-DC隔离电源模块,常用的型号有B0505S、MAU202等,功率可达1W,这种模块这里就不做过多先容,下面给呈现实运用的电路图:
MAU202实际运用事理图
电压基准对付有些须要精准电压源的地方,比如单片机ADC模块的供电,其他精密传感器等,都须要精准的电压来确保数据采集的精确。我们最常用的也便是TL431了,其内部构造图和事理图符号如下:
TL431内部构造框图
TL431有很多用场,其范例运用如下图:
TL431范例运用
下面给出一张工程设计中运用TL431的实例:
TL431实际运用事理图
恒流源电路对付有些运用处所,须要恒流源的,这里做下先容,下面给出一张运用于测温电路的1mA恒流源电路并剖析。
1mA恒流源
上图恒流电路中,VZ1的一个2.5V稳压管,根据运放的虚短原则(运放同相端和反向断电压险些相等),以是U2电位电压和U3电位电压相等,以是R31两端的电压与稳压管电压相等,也便是说R31两端的电压降是2.5V。以是流经R31的电流为2.5V/2.5K=1mA.根据虚断事理,流仅R31的电流险些全部流入复合管,而不流入运放的反向端,则由复合管集电极输出的电流为1mA。
上图中设计中的的关键点是:由LM336供应一个精密2.5V电压基准; R31是稳定性好的精密线绕电阻; 由两片9012组成复合管使电流放大系数值增大,温漂系数减小,恒流值稳定。
下面也给出一张实际工程中运用1mA恒流测温的电路图(下图电阻参数不对须要重新打算):
实际运用恒流源参考
其他实际项目设计时还会碰着其他的一些电源设计,比如有些带电池的产品中,须要对电池作分外充放电好干系保护处理,还有些地方须要对电源做必要的监控,防止电源后级短途经流,比如有带USB接口的产品,须要对USB接口作一定的过流监控。下面就先容下电池电源管理和电源监控开关。
电池电源管理我们常常用到的锂电池,由于其分外的性子,须要对其做相应的管理,比如要知足一定的充电曲线。
TP4056充电曲线
下面就先容一款常用的锂电池充电芯片TP4056。
内部框图和引脚信息如下:
TP405内部构造框图
TP4056引脚图
引脚描述如下:
TP4056引脚功能描述
范例运用电路如下:
TP4056实际运用
恒流充电阶段时的充电电流打算:
Rprog=1100/IBAT(±10%偏差)
实际运用中根据需求选择得当的Rprog。Rprog与充电电流的关系确定可参考下表:
TP4056恒流值设定
电源监控在有些专业场合须要实时监测电源电压电流的地方(比如USB供电),须要有电源监控的功能,下面就先容两款电源监控方面的电源开关。
带故障指示和输出电流限定可调的高边电源开关ST890芯片ST890内部框图和引脚信息如下:
ST890内部框图
ST890引脚图
引脚描述如下:
ST890引脚描述
范例运用电路如下:
ST890范例运用
限流电阻打算:RSET=1.241110/ISET
下图是ST_LINK_V2-1事理图中须要做510mA电流限定的实际运用电路:
ST890实际运用事理图
带故障指示和输出电流限定固定的高边电源开关RT9742系列芯片RT9742系列内部框图和引脚信息如下:
TSOT-23-5封装RT9742内部构造框图
TSOT-23-3封装RT9742内部构造框图
引脚描述如下:
RT9742引脚功能描述
范例运用电路如下:
RT9742范例运用
限流选择:对不同的电流限定有不同的型号,不同型号封装也不一样,详细可以查阅数据手册中的对应型号。
RT9742选型表
下图是用于USB接口实际事理图中须要做电流限定的实际运用电路:
RT9742实际运用事理图
强电到各种弱电压的设计这种情形下便是须要220V转换输出各种弱电压的需求,比如电脑的ATX电源,还有些其他场合,根据实际需求来,这种需求最大略的方法便是用变压器加三端稳压器去设计,其余便是设计多路输出的开关电源,这都属于AC-DC
电源设计的范畴,可以和嵌入式系统独立出来,由于小编打仗过少,这里就不做先容,熟习这块设计的朋友可以补充。
其他还有些其他一些小编未知的特种设备电源的场合,这样也不做先容,能力有限。有能力的朋友可以补充。