高效能的嵌入式体系电源电路规划一般比较杂乱,规划人员在规划共同的多重电压级时需满意精准的电压、电流、纹波、噪声滤波、同步化、软启动和电源分隔等要求。本文依据硬件规划大侠在一些嵌入式体系电源电路规划技巧,整理出嵌入式体系电源规划秘籍,9大电压转化窍门!奉献给EEPW网友们,在嵌入式电源电路的规划中好好把握,也让我们节约规划所需的宝贵时间。
1.登高望远,需细思量:FPGA体系,DSP体系,包含现在风头正劲的ARM为主的32位微处理器嵌入式体系都是多电源低电压供电。此外,关于选用电池供电的便携式嵌入式体系的电源来说,还要有电源办理的考虑。
嵌入式体系电源规划的好坏直接决议了体系规划的胜败。呈现电源规划问题的原因一方面是因为规划者硬件规划经验不足;另一方面是集成稳压芯片品种繁多、手册阐明不规范,特别是有些厂商LDO, 以及DC-DC转化器的阐明运用,让人似懂非懂。
2.知己知彼,把握秘籍:
嵌入式体系电源一般有这么几种类型的电源引脚:用于向内核供电,一般为3.3V,1.8 V;别离给PLL、振荡器、复位电路,包含ADC部分供电,一般为3.3V,2.5V,2.0V,1.8 V,1.5V,1.2V等;别离用于给外设I/O口线、USB收发器以及外部总线接口I/O口线供电,一般为3.3 V,2.5V,1.8V等。体系的键盘、显现电路的供电电压需求+5 V电源。经过对整个操控体系的操控要求和功能进行剖析,一般体系的负载电流大约为3 A以上,一般的体系需求运用至少3组以上的电源供电。
跟着尺度的减小,晶体管击穿电压变得更低,终究,当击穿电压低于电源电压时,就要求减小电源电压。因而,跟着速度的进步和杂乱程度的上升,关于高密度器材而言,不可避免的结果便是电源电压将从 5V 降至 3.3V,乃至1.8V,1.2V等。
因而,作为体系电源规划人员,面临着衔接 5V 和 3.3V ,1.8V等电压转化的的使命。这个使命不只包含逻辑电平转化,一起还包含为3.3V 体系供电、转化模拟信号使之跨过 1.2V/1.8V/3.3V/5V 的妨碍。
秘籍:看懂下面的图1,神马多嵌入式电源电压转化便是浮云!
图1:不同电压电平转化的阀值
图1显现了不同电源电压和器材技能的阈值电平。为了成功衔接两个器材,有必要契合以下要求:
①. 驱动器的VOH 有必要高于接收器的VIH。
②. 驱动器的VOL 有必要低于接收器的VIL。
③. 驱动器的输出电压不得超越接收器的I/O 电压容差。
3.九大窍门,分而治之:
①5V 至 3.3V 转化彻底能够用LDO稳压器处理
假如电路负载电流不大对功率无要求的规划,能够运用简略安稳的线性稳压器。假如电流需求较高的话,或许就需求开关稳压器处理方案。对本钱灵敏的使用,也或许需求简略的分立式二极管稳压器。
图2:几种电源功能比较
规范三端线性稳压器的压差通常是 2.0-3.0V。要把 5V 牢靠地转化为 3.3V,压差为几百个毫伏的低压降 (Low Dropout, LDO)稳压器,是此类使用的抱负挑选。LDO 内部由四个首要部分组成:1. 导通晶体管2. 带隙参阅源3. 运算放大器4. 反应电阻分压器。
窍门:在挑选 LDO 时,重要的是要知道怎么区别各种LDO。器材的静态电流、封装巨细和类型是重要的器材参数。依据详细使用来确认各种参数,将会得到最优的规划。如下图选用LM1117-3.3V(AMS1117)供电
图3:低压差LDO的5V到3.3V的典型运用