电路板如何设计电源电路？不管是DCDC，还是ACDC,这里都有方案

电子产品要工作就离不开电源，电源的设计在嵌入式行业、通信行业、工控行业都非常重要，可靠稳定的供电方案可以使产品工作更稳定、性能更好、工作寿命更长。

不同的硬件方案，对电源的要求不同，如单片机需要DC3.3V，而电机可能需要DC12V；不同的产品对电源的输入要求不同，如小爱音箱是市电220V输入，而工控板要求DC24V输入等。需要根据不同的需求设计不同的电源处理电路，根据不同的供电对象设计不同等级的电源电路。今天和大家分享一下几种典型的电源设计方案。

1-电源板

1.直流低电压降压电路设计(LDO)

这里所指的低电压是指DC18V以下的电压，这一部分的电路设计是硬件工程师在工作当中碰到最多的情况，但也是芯片级的解决方案最多的情况。嵌入式控制板的核心器件是单片机、ARM、FPGA等芯片，常用的电压有DC5V、DC3.3V、DC2.5V、DC1.8V、DC1.2V等。这种情况下对输出电流要求不是很高所以LDO芯片用的比较多，熟悉51单片机的朋友都知道，51单片机用DC5V来供电，输出DC5V的LDO芯片如7805、ASM117、LM2940、TPS709等。

2-LM2940典型电路图

上图是LM2940的典型电路图，这种LDO芯片所需要的外设器件比较少，只需要在输入和输出加几个滤波电容即可稳定工作，省元器件、省空间、使用方便，唯一的不足之处就是转化效率太低，发热严重。上图的LM2940电路，只加了四个电容即可稳定的输出DC5V。

2.直流中高压降压电路设计(DC/DC)

这里所指的中高压一般是指DC24V以上的情况，DC24V已经超过了大多数LDO降压芯片的输入电压范围，不再适用。幸运的是有很多DC/DC类芯片可以用。这类电源芯片和LDO相比，其优点就是输入范围宽、转换效率高，其缺点是所需外设元器件较多。常用的DC/DC类芯片有LM2596、LM2576、MP1584等。

3-LM2596典型电路原理图

上图是LM2596的典型电路原理图，从图上可以看出比LDO类芯片多了电感、二极管还有电阻等器件。上图是可调版本的原理图，计算方法为:Vout=1.23×(1+R89/R88) ，通过选择不同的电阻即可输出所需要的电压。LM2596还带有芯片使能端，即芯片的第5引脚Vout=1.23×(1+R89/R88)，，当第5引脚接GND时芯片工作，接高电平时芯片停止工作。

3.直流高压降压电路的设计

这里所指的高压是指超过DC48V的情况，这种供电常用在以电池包供电的场合，如电动车行业、电动园林工具行业等。直流高压也超过了DC/DC芯片的输入范围，所以DC/DC芯片也无法使用了，更宽输入的电源芯片，如XL7025、XL7026、XL7045、XL7046等可满足这类应用。

4-XL7045典型应用电路原理图

上图是XL7045的典型原理图，其输入范围为DC(10-80)V，输出可调，输出最大电流为300mA，输出电压的计算公式为：Vout=1.25×(1+R2/R1) ，通过调节电阻R2/R1的比值即可输出不同的电压，满足用户的不同需求。

其常用的外设元器件有电感、二极管和电阻等。其实就是DC/DC芯片，其工作原理为：内部的MOS开关以一定的频率频繁开断。在MOS闭合时，电流流经电感和负载，电感储能，二极管处于截止状态。当MOS断开时，电感所储存的电量给负载供电，同时由于电感的反向电动势使得二极管导通，由此电感、负载、二极管构成回路。电路就是在MOS管的频繁开断中工作的。

4.直流升压电路的设计

所谓升压电路就是指输出电压要高于输入电压，这类电路用在便携设备上比较多，比较常用的升压芯片有MT3608、XL6008、LM2577、XL6012等。

5-XL6008典型电源原理图

上图是XL6008的典型原理图，输入范围为DC(3.6-32)V，输出可调最大可达60V，最大可输出3A的电流。输出电压的计算公式为：Vout=1.25×(1+R2/R1) ，通过设置R2/R1的阻值即可实现输出电压的调节，使用简单方便。

4.AC转DC类电源电路

AC/DC类芯片在开关电源、小家电类产品应用比较多，这类芯片如UCC28880/1、LNK304，FSL336，NCP1207等，可以将交流转化为直流，但是其输出的电流不是很大。

6-LNK304典型应用原理图

这类芯片常见的封装为DIP-7或者SOP-7，输入侧也输出测不隔离，搭建电路时所需要的外设元器件比较多，如电感、二极管、电容、电阻等。其输出电流比较小，其后用DC/DC或者LDO芯片做降压设计可基本满足控制板的供电要求。

5.阻容降压类电路设计

阻容降压电路经常用在小家电中，如吹风机、鱼缸加热棒、电络铁等。其优点是电路结构简单、成本低廉，缺点是输出功率低、输入和输出间不隔离。

7-阻容降压典型原理图

上图是典型的阻容降压的电路原理图，电容C5起到降压作用，电流的虚部流过C5不会产生功耗，以0.33uF的电容为例，可以计算出电容的容抗值：

Xc=1/(2πfC) = 1/(2×3.14×50×0.33×10-6)= 9.65K，进而计算出流过电容的电流I= U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。所以阻容降压只适合于小功率和小电流的负载。

以上就是在设计产品时常碰到的电源设计的几种情况，和大家分享，希望能给大家在设计产品时带来一点思路。

电源芯片功能的分类大全，你知道哪几个？

电源芯片，在电子项目研发设计的系统中，一直处于一个独立特殊的地位，因为电源芯片的功能选择直接影响整个电路系统的工作运行；芯片哥就和小伙伴们一起归纳总结下常见的电源芯片功能分类，方便研发工程师后续的项目开发，选择适合项目的电源芯片；

电源芯片功能分类：

1.三端稳压：常见的三端稳压电源芯片，因功能简单，相应的电路设计不复杂，受到研发工程师们的青睐；三端稳压主要是将外部的电源直接降为一个稳定的电压输出，如78M05电源芯片；缺点是由于输入输出压降差大，因此工作功耗较大，只能适用于产品对功耗无太大要求的电路设计场景；

78M05应用电路图

2.LDO电源：包含普通的LDO电源芯片、带Enable使能控制的LDO电源芯片以及带复位Rest输出功能的LDO电源芯片等种类

LDO电源芯片最大的特点是输入输出压降差可以非常小，能达到毫伏电压级别,如ME6118，其输入输出压降差为80mV，因此其静态工作功耗远小于三端稳压，可以达微安电流级别，如52uA；

普通LDO电源芯片：可以参考ME6118型号

ME6118应用电路图

带Enable使能LDO电源芯片：可以参考TPS7A61系列型号，单片机通过控制Enable使能引脚的逻辑，从而控制LDO电源芯片的电压输出，继而控制整个电路系统的工作；

TPS7A61系列应用电路图

带Reset复位功能的LDO电压芯片：可以参考TPS7A60系列型号，Reset复位引脚直接与单片机相连接，如果电源芯片输出异常，则Reset复位引脚输出复位有效信号，单片机进入复位状态，起到保护电路功能作用

TPS7A60系列应用电路图

3.DC-DC电源：DC-DC电源包含降压型BUCK电路与升压型BOOST电路两类；一般用于对电源的工作效率有较高要求的场合以及高压输入电压输出或者低压输入高压输出的电路；

常用的升压电源芯片：可以参考HT77XX型号系列

HT77XX应用电路图

当然DC-DC电源也包含Enable使能与Reset复位功能以及电压可调功能等种类；

4.PMU电源芯片：此电源芯片是包含多个LDO或者DC-DC电源芯片功能的集合，称之为电源管理系统芯片；适合较复杂的电路系统中，如智能穿戴产品；

可以参考的PMU电源芯片为CW6301型号

CW6301应用电路图

除去以上的电源芯片分类，还存在其他功能的分类，区别在于每个工程师的侧重点不同，正所谓姹紫嫣红才能千姿百态；

本文由【芯片哥】原创撰写，喜欢就关注芯片哥，和芯片哥一起加油吧

相关问答

七脚电源管理芯片原理?

电源管理芯片(PowerManagementIntegratedCircuits)原理,是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片。主要负责识别CPU供电...

充电宝电源管理芯片怎么安装?

充电宝电源管理芯片的安装通常需要一定的电子技术知识和技能。以下是一般的安装步骤:1.准备材料:获取所需的电源管理芯片和其他相关组件,如电容、电阻等。2...

csc7224电源工作原理?

描述csc7224电源工作原理开关电源模式英文名为SwitchModePowerSupply,缩写为SMPS,又称交换式电源、开关变换器,是一种利用脉冲宽度调制的高频化电...描...

在一个IC的内部电路里有EN/SS,GND,SW,FB,COMP,OSC...

推断芯片是一个同步buck变换器芯片电路图上和电路板上的GND代表地线或0线.GND就是公共端的意思,也可以说是地,但这个地并不是真正意义上的地。是出于应用而假...

q100电源芯片引脚功能?

关于这个问题,Q100电源芯片引脚功能会因具体型号而有所不同,一般情况下,它包括以下几个引脚:1.Vin:输入电压引脚,连接电源供应器。2.Vout:输出电压引...

yt2207电源芯片工作原理?

芯片的工作原理是:将电路制造在半导体芯片表面上从而进行运算与处理的。集成电路对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通...

csc7222电源控制芯片参数?

csc7222电源控制芯片采用的是六大米制成工艺的台积电高通骁龙778g处理器,他不但支持5G双模全网通功能,它还支持最高的uf闪存,已经满血的内存。另外它内置了50...

1203p60开关电源原理?

1.1203p60开关电源是一种高效率、高可靠性的电源,其原理是利用开关管等电子元件来控制电能的流动,实现电能的转换和调节。2.开关电源采用了高频开关技术,将...

sc1161电源芯片引脚及功能?

sc1161电源芯片各引脚功能1脚:电源,管理芯片供电2脚:门驱动器供电电压输入或初级控制信号供电源3脚:CPU与CPU供电管理芯片VID信号连接引脚,主要指示芯片...

电源芯片1203引脚功能?

1203电源芯片一般指LM1203,是一款高质量的电源管理芯片,主要用于电子产品的电源管理和保护。1203芯片引脚功能如下(以DIP-16封装为例):1.Pins1,2,8,9...