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电源系统设计 [2016/06/07 16:56] admin [3 从高压交流到低压直流变换] |
电源系统设计 [2016/06/08 14:27] (当前版本) admin [7 电源电路的PCB设计] |
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| 行 71: | 行 71: | ||
| * 输出电压： | * 输出电压： | ||
| * ＋1.2V供内核电压，最大电流500mA | * ＋1.2V供内核电压，最大电流500mA | ||
| - | * ＋3.3V供数字电路及接口电压，最大电流200mA | + | * ＋3.3V供数字电路及接口电压，最大电流100mA |
| * ＋／5V供模拟电路，最大电流100mA | * ＋／5V供模拟电路，最大电流100mA | ||
| * 尽可能高转化效率 | * 尽可能高转化效率 | ||
| * 尽可能低的系统成本 | * 尽可能低的系统成本 | ||
| ===6.2 方案选择=== | ===6.2 方案选择=== | ||
| + | {{ :usb_multiout.png? }} | ||
| + | <WRAP centeralign>USB直流电压输入多路直流输出方案框图</WRAP> | ||
| + | 说明： | ||
| + | * 3.3V@100mA@数字，可以直接从USB的输入电压通过一个LDO（典型压降为1.2V）得到，一般USB端口通过USB线到达电路板会有一定的压降，压降值取决于USB线的粗细、长短、材料（决定了阻抗）以及负载电路板所需要的电流，在本设计中我们假设USB线最大的压降为0.5V，也就是在电源板的输入端能够保证4.5V－5V之间的直流供电。考虑到系统成本，在此设计中我们采用了最常用的、价格便宜而外围电路非常简单的1117-3.3V LDO稳压器来产生3.3V@100mA的电压，此路的最大功耗为0.33W，效率为3.3/4.5（73%） ～ 3.3／5（66%）。如果需要电流更大，可以考虑采用转换效率超过75%以上的开关稳压器件产生3.3V，当然这会导致系统的成本略微增加 | ||
| + | * 1.2V@500mA@数字，必须用开关稳压的方式来产生，在此我们选择了一款性价比很高的由Microchip公司提供的开关稳压器件MCP1603，能够满足系统的要求 | ||
| + | * ＋5V@100mA@模拟，先通过MC34063将输入范围在4.5V－5V之间的直流电压调整到＋6.5V（有开关噪声），再通过最低压降为1.2V的LDO 1117-5产生＋5V的、干净的直流电压 | ||
| + | * －5V@100mA@模拟，先通过MC34063将输入范围在4.5V－5V之间的直流电压调整到－7.5V（有开关噪声），再通过最低压降为2.5V的线性稳压器79L05产生－5V的，干净的直流电压 | ||
| + | * ＋／－5V的产生可以有多种方案，在此处采用两颗MC34063并产生不同的输出电压，主要是为了让大家对比体会79L05和1117-5之间的差别，也就是常规的线性稳压器和LDO之间的差异 | ||
| - | ===6.3 器件选型=== | + | ===6.3 相关器件资料:=== |
| + | * {{:mcp1603.pdf|MCP1603数据手册}} | ||
| + | * {{:mc34063ds.pdf|MC34063数据手册}} | ||
| + | * {{:l79xx.pdf|ST微电子公司79Lxx系列器件数据手册}} | ||
| + | * {{:lt1117fd.pdf|LT1117数据手册}} | ||
| ====7 电源电路的PCB设计==== | ====7 电源电路的PCB设计==== | ||
| * 正确建立器件的封装，尤其是二极管（极性）、三极管（编号）、SOT223的管脚、USB接头 | * 正确建立器件的封装，尤其是二极管（极性）、三极管（编号）、SOT223的管脚、USB接头 | ||
| 行 85: | 行 96: | ||
| * PCB布线 － 大功率的走线 | * PCB布线 － 大功率的走线 | ||
| + | 学员将用Altium Designer设计软件进行PCB板的设计，由于这个电路比较简单，只需要2层板就可以了，PCB设计的指导文档请参考： {{:ecbc电路板_pcb_设计要点.pdf|PCB设计要点PPT}} | ||
| ====8 电源电路的调试==== | ====8 电源电路的调试==== | ||
| ====9 电源电路的性能测试==== | ====9 电源电路的性能测试==== | ||
| 行 91: | 行 103: | ||
| * 电流值 ：电流值也常被称为带载能力，一般该参数由所用的电源芯片决定。通过评估所供电路的电流值，在选择电源芯片时应选择额定电流大于所需电流，但不建议选择额定电流比所需电流大较多的芯片。 | * 电流值 ：电流值也常被称为带载能力，一般该参数由所用的电源芯片决定。通过评估所供电路的电流值，在选择电源芯片时应选择额定电流大于所需电流，但不建议选择额定电流比所需电流大较多的芯片。 | ||
| * 电源纹波 ：电源纹波是供电电路中另一重要参数 | * 电源纹波 ：电源纹波是供电电路中另一重要参数 | ||
| + | * 增大负载电流输入端的电压变化（从5V降低到4.5V），变换不同的USB连线测试，变换负载的大小进行测试 | ||
| ====10 主要电源器件厂商==== | ====10 主要电源器件厂商==== | ||
| 行 104: | 行 117: | ||
| * [[http://www.st.com/content/st_com/zh.html|ST - 意法半导体]] | * [[http://www.st.com/content/st_com/zh.html|ST - 意法半导体]] | ||
| * [[http://www.infineon.com/cms/cn/|Infineon - 英飞凌技术]] | * [[http://www.infineon.com/cms/cn/|Infineon - 英飞凌技术]] | ||
| + | * [[http://www.microchip.com/design-centers/analog/power-management/overview|Microchip - 微芯科技]] | ||