十一條金律！搞定DC/DC電源轉換方案設計

　　搞嵌入式的工程師們往往把單片機、ARM、DSP、FPGA搞的得心應手，而一旦進(jìn)行系統設計，到了給電源系統供電，雖然也能讓其精心設計的程序運行起來(lái)，但對于新手來(lái)說(shuō)，有時(shí)可能效率低下，往往還有供電電流不足或過(guò)大引起這樣那樣的問(wèn)題，本文十大金律輕松搞定DCDC電源轉換電路設計。

　　第一條、搞懂DC/DC電源怎么回事

　　DC/DC電源電路又稱(chēng)為DC/DC轉換電路，其主要功能就是進(jìn)行輸入輸出電壓轉換。一般我們把輸入電源電壓在72V以?xún)鹊碾妷鹤儞Q過(guò)程稱(chēng)為DC/DC轉換。常見(jiàn)的電源主要分為車(chē)載與通訊系列和通用工業(yè)與消費系列，前者的使用的電壓一般為48V、36V、24V等，后者使用的電源電壓一般在24V以下。不同應用領(lǐng)域規律不同，如PC中常用的是12V、5V、3.3V，模擬電路電源常用5V 15V，數字電路常用3.3V等，現在的FPGA、DSP還用2V以下的電壓，諸如1.8V、1.5V、1.2V等。在通信系統中也稱(chēng)二次電源，它是由一次電源或直流電池組提供一個(gè)直流輸入電壓，經(jīng)DC/DC變換以后在輸出端獲一個(gè)或幾個(gè)直流電壓。

　　第二條、需要知道 的DC/DC轉換電路分類(lèi)

　　DC/DC轉換電路主要分為以下三大類(lèi)：

　?、俜€壓管穩壓電路。 ②線(xiàn)性 (模擬)穩壓電路。 ③開(kāi)關(guān)型穩壓電路

　　第三條、最簡(jiǎn)單的 穩壓管電路設計方案

　　穩壓管穩壓電路電路結構簡(jiǎn)單，但是帶負載能力差，輸出功率小，一般只為芯片提供基準電壓，不做電源使用。比較常用的是并聯(lián)型穩壓電路，其電路簡(jiǎn)圖如圖(1)所示，

　　選擇穩壓管時(shí)一般可按下述式子估算： (1) Uz=Vout; (2)Izmax=(1.5-3)ILmax (3)Vin=(2-3)Vout 這種電路結構簡(jiǎn)單，可以抑制輸入電壓的擾動(dòng)，但由于受到穩壓管最大工作電流限制，同時(shí)輸出電壓又不能任意調節，因此該電路適應于輸出電壓不需調節，負載電流小，要求不高的場(chǎng)合，該電路常用作對供電電壓要求不高的芯片供電。

　　第四條、基準電壓源芯片穩壓電路

　　穩壓電路的另一種形式，有些芯片對供電電壓要求比較高，例如AD DA芯片的基準電壓等，這時(shí)常用的一些電壓基準芯片如TL431、 MC1403 ,REF02等。TL431是最常用基準源芯片，有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準電壓源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設置到從Vref(2.5V)到36V范圍內的任何值。最常用的電路應用如下圖示，此時(shí)Vo=(1+R1/R2)Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V范圍內的任意電壓輸出，特別地，當R1=R2時(shí)，Vo=5V。

　　其他的幾個(gè)基準電壓源芯片電路類(lèi)似。

　　第五條、串聯(lián)型穩壓電源的電路認識

　　串聯(lián)型穩壓電路屬直流穩壓電源中的一種，其實(shí)是在三端穩壓器出現之前比較常用的直流供電方法，在三端穩壓器出現之前，串聯(lián)穩壓器通常有OP放大器和穩壓二極管構成誤差檢測電路，如下圖，該電路中，OP放大器的反向輸入端子與輸出電壓的檢測信號相連，正向輸入端子與基準電壓Vref相連，Vs=Vout*R2/(R1+R2).由于放大信號ΔVs為負值，控制晶體管的基級電壓下降，因此輸出電壓減小在正常情況下，必有Vref=Vs=Vout*R2/(R1+R2)，調整R1，R2之比可設定所需要的輸出電壓值。

　　圖中所示只是這也是三端穩壓器的基本原理，其實(shí)負載大小可以可以把三極管換成達林頓管等等，這種串聯(lián)型穩壓電路做組成的直流穩壓電源處理不當，極易產(chǎn)生振蕩?，F在沒(méi)有一定模擬功底的工程師，一般現在不用這種方法，而是直接采用集成的三端穩壓電路，進(jìn)行DC/DC轉換電路的使用。