一、前言
搞嵌入式开发不仅仅局限于软件层面,肯定要掌握一些基本的原理图设计,以及 2 层板的 PCB 布线,在设计开发板的过程中,我们的电子元件经常要使用到各种电压,这些电压一般情况下由更高的电压降压获得,比如我们有电源 12V,想获得 5V 和 3.3V 电压,就可以使用降压芯片来降压获得,但电源设计时也需要注意一些要点,注意一下降压芯片和降压电路使用场景,稍有不慎用错地点就会导致翻车,轻则少几顿饭,重则重开
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二、低压差降压电源设计
低压差降压电路,是指输入电压和输出电压的压差较小,大概 1.5V-3V 左右,这个电路的设计一般使用线性 LDO,即线性稳压源,该稳压源工作在线性区,简单说就是电阻分压,只能用于降压变换,输出电流基本上等于输入电流,当输入输出压差大时,系统转换效率较低,功耗也会变的很高,一般在单片机设计中经常使用 AMS1117 来进行低压差电压设计,因为电路简单,比如 5V 降压到 3.3V:
只需要一个芯片,加几个电容即可进行降压,成本低,降压效果也不错可能你看到这个电路,就想那我能不能用 LDO 来将 12V 降压到 5V 呢?这里我极不推荐使用线性稳压源来降压 12V 以获取 5V 电压,12V 到 5V 间的压差是 7V,如果电流稍微大一点,功耗会极高,说白了就是发热严重,就算你只接一个单片机,加个 TFT 屏幕,AMS 都会发热严重,所以线性 LDO 只适合低压差降压,高压差不推荐(输出电流极小的情况也可以考虑)
三、高压差降压电源设计
高压差的电源设计,推荐使用开关电源进行降压,开关电源简单的理解就是对输入电源进行开关,对输出进行处理后获取一个电压输出,在单片机设计中,高压差降压一般使用开关电源来处理
因为在高压差的情况下,开关电源效率高,功耗小,尤其在需要输出电流较大的情况下发热不会太严重,一般单片机我们的供电是 12V 的直流,想要用它来获取 5V 的直流,所以推荐使用 DC-DC 开关电源转换电路,就是对 DC(直流)电源进行开关,获取 DC(直流)输出
开关电源一般外部元件较多,设计布局要稍微注意注意,这里我展示一个常用的大电流开关电源设计(12V – 5V),使用 XL4015 电源芯片,转换效率可达95%,电流最高可达 5A!
四、电源中的隔离
4.1 电源隔离
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