电路板供电系统应该如何设计
发布时间:2019-06-16

  我们在设计嵌入式产品时,在了解需求后,首先要设计的就是产品的供电系统,不管是产品,还是芯片IC,供电都是必不可少的。设计电路板供电系统时,首先要考虑的就是各个模块需要的供电电压和电流,可以笼统的说成需要多大的功率。电路板供电通常会用到两种电,分别是强电和弱电。这里的弱电就是低于人体的安全电压36V电压的电,强电自然就是指高与36V的,但是平时我们说的强电通常意味着就是220V交流电。对于强电我们可以直接从市电220V取得。对于弱电,我们可以购买市场上相应的电源适配器模块,当然也可以直接设计适配器。

  比如我们手机和笔记本电脑的供电就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。所以设计嵌入式供电系统的思路就是,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。

  对于电系统而言,供电系统是必须的,对嵌入式也一样,嵌入式系统所要求的的电源比较低,一般为5V,3.3V,2.2V甚至1.8V。下面分情况介绍一下。

  对于51内核的单片机而言,其供电是5V的,需要将输入电源转换为5V。常用的降压芯片比较多,如常用的7805,LM2596,LM1117-5V等。7805的转换效率较低,负载电流较大时需要加装散热片,LM2596价格稍微高一点,这里推荐LM1117-5V。LM117-5最大输入电压为5V,最大输出电流为800mA。

  转3.3V的芯片比较常用的是LM1117-3.3,该芯片同LM1117-5是同一个系列的,输入最大为20V,输出电流最大800mA。

  再介绍一下AD采样参考电压的设计,AD在采样时需要用到参考电压,很多芯片的参考电压和供电电压引脚是连在一起共用的,对于较高端的单片机,其参考电压引脚是分开的,下面以TL431为例介绍一下。

  上图中所搭建的TL431的输出电压是可调的,通过改变R67和R66的电阻值可以输出不同的电压,参考电压不超过供电电压,而且不需要太大的输出电流以上电路比较适用。

  电源模块是所有嵌入式系统中的极其重要的一个部分,也是系统工作是否正常运行的基础单元。目前常见的嵌入式系统,如果是民用产品还比较好弄,而对于特殊场合(例如需要单片机、晶振、包括电源模块自己、贴片电容、贴片电阻等等),需要长期工作在+165℃情况下,估计使用不到几天就彻底报废了。

  一个好的嵌入式电源模块不仅仅要求它具有较宽的输入电压能力,还要它对外部电压有较大的输出电流或负载能力,以确保当外部供电电源出现较大的波动与冲击时不会破坏单片机系统的损坏。 一般嵌入式系统电路板供电系统,都首先采用电源适配器,将市电220V交流电压转换成直流电压,在得到的直流电压作为系统的实际输入电压。本人公司所使用的直流输入电压幅度比较大,要求DC120~250V之间连续可调,所以对电源适配器的要求都很高,而DC/DC直流电源模块也随之要求高。要想单片机正常工作与其他配套的执行单元都有不同的电压等级,12V、9V、5V、3.3V、1.8V。本港台开奖直播一室

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