單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)

單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)第一頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141（1）熟悉單片機(jī)系統(tǒng)中常用的電源設(shè)計(jì)方案。（2）掌握線性穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)方法和常用線性電源器件的使用方法。（3）了解DC/DC電源設(shè)計(jì)和使用方法。（4）了解常用基準(zhǔn)電源電路的使用方法。（5）了解常用電源模塊的使用方法。

本章教學(xué)要求

第二頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142本章目錄12.1單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)的考慮因素12.2線性穩(wěn)壓供電電源12.2.1三端固定輸出集成穩(wěn)壓器電源電路12.2.2三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器電源電路12.2.3低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）電源電路12.3DC/DC供電電源12.3.1降壓型DC/DC電源電路12.3.2升壓型DC/DC電源電路12.3.3DC/DC模塊電源的選擇與應(yīng)用12.4AC/DC供電技術(shù)12.4.1AC/DC電源技術(shù)12.4.2AC/DC模塊電源12.5基準(zhǔn)電源的產(chǎn)生方法12.5.1穩(wěn)壓管基準(zhǔn)電壓源電路12.5.2集成塊基準(zhǔn)電壓源電路習(xí)題與思考題第三頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/14312.1單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)的考慮因素單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作,電源的精度和可靠性等各項(xiàng)指標(biāo),直接影響系統(tǒng)的整體性能。單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字和模擬兩部分電路對電源的要求有所不同。數(shù)字部分：以脈沖方式工作，電源功率的脈沖性較為突出，如LED顯示器的動態(tài)掃描會引起電源脈動。因此，為數(shù)字部分供電要考慮有足夠的余量，大系統(tǒng)按實(shí)際功率消耗的1.5~2倍設(shè)計(jì)，小系統(tǒng)按2~3倍設(shè)計(jì)。此外，有時(shí)還需要多路電源或DC/DC供電。----A/D轉(zhuǎn)換器分類第四頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/14412.1單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)的考慮因素模擬部分：對電源的要求不同于數(shù)字部分，模擬放大電路和A/D電路對電源電壓的精度、穩(wěn)定性和紋波系數(shù)要求很高，如果供電電壓的紋波較大，回路中存在脈沖干擾，將直接影響放大后信號的質(zhì)量和A/D轉(zhuǎn)換精度。一些模擬電路的偏置電壓和基準(zhǔn)電壓也需要有很高的精度和穩(wěn)定性。有些場合需要隔離電源，將信號傳輸通路完全隔離，以提高系統(tǒng)的安全性和抗干擾性能。例如，光電耦合器輸入/輸出電路的供電，模擬信號隔離放大器輸入/輸出電路的電源。如果模擬和數(shù)字部分使用同一個(gè)電源，會使數(shù)字部分產(chǎn)生的高頻有害噪聲耦合到模擬部分。因此，在模擬電路和數(shù)字電路混合的單片機(jī)系統(tǒng)中，需要注意考慮兩種電路獨(dú)立供電。第五頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/14512.2線性穩(wěn)壓供電電源線性穩(wěn)壓電源,是指調(diào)整管工作在線性狀態(tài)下的直流穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓電源是較早使用的一類直流穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓電源由調(diào)整管、參考電壓、取樣電路、誤差放大電路等幾個(gè)基本部分組成，有些還包含保護(hù)電路、啟動電路等部分。圖示為一個(gè)比較簡單的線性穩(wěn)壓電源原理圖（示意圖，省略了濾波電容等元件），取樣電阻通過取樣輸出電壓，并與參考電壓比較，比較結(jié)果由誤差放大電路放大后，控制調(diào)整管的導(dǎo)通程度，使輸出電壓保持穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)速度快,輸出紋波較小,工作產(chǎn)生的噪聲低；缺點(diǎn)是：輸出電壓比輸入電壓低，效率較低，負(fù)載大時(shí)發(fā)熱量大，間接地給系統(tǒng)增加熱噪聲。常用的線性集成穩(wěn)壓器大致可以分為3類：三端固定輸出集成穩(wěn)壓器，三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，低壓差線性集成穩(wěn)壓器。第六頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/14612.2.1三端固定輸出集成穩(wěn)壓器電源電路三端固定輸出集成穩(wěn)壓器是一種串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，它將調(diào)整、輸出和反饋取樣等電路集成在一起形成單一元件，只有輸入、輸出和公共接地3個(gè)引出端，通過外接少量元器件即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，使用非常方便，故稱為三端集成穩(wěn)壓器。典型產(chǎn)品有78xx正電壓輸出系列和79xx負(fù)電壓輸出系列。其封裝及外形如圖所示。正負(fù)輸出型的引腳排列不同。78xx系列為：1腳輸入,2腳接地,3腳輸出；79xx系列為：1腳接地,2腳輸入,3腳輸出。第七頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/14712.2.1三端固定輸出集成穩(wěn)壓器電源電路輸出電壓有5,6,9,12,15,18V和24V等多種,如7805,7905,7815和7915等。78xx(79xx)系列的輸出電流為1A；78Mxx(79Mxx)系列輸出電流為0.5A；78Lxx(79Lxx)系列輸出電流為0.1A。78xx(79xx)系列屬于線性穩(wěn)壓器,要求輸入電壓比輸出電壓高出2~3V，否則就不能正常工作。78xx(79xx)系列穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)是使用方便，不需作任何調(diào)整，外圍電路簡單，工作安全可靠，適合制作通用型、標(biāo)稱輸出的穩(wěn)壓電源。其缺點(diǎn)是輸出電壓不能調(diào)整，不能直接輸出非標(biāo)稱值電壓，與一些精密穩(wěn)壓電源相比，其電壓穩(wěn)定度還不夠高。第八頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/14812.2.1三端固定輸出集成穩(wěn)壓器電源電路圖示為采用三端穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)電源電路，可以提供+5

V的數(shù)字電路電源和±15V的模擬電路電源，注意二者的“地”電位不同，在PCB電路設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循單點(diǎn)接地的原則。第九頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/14912.2.2三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器電源電路78xx(79xx)系列是固定電壓輸出型，還有一類三端集成穩(wěn)壓器是輸出可調(diào)型，如LM317和LM337。LM317是正電壓輸出，其輸出電壓范圍為1.2~37V。LM337是負(fù)電壓輸出，其輸出電壓范圍為-1.2~-37V?？烧{(diào)型三端集成穩(wěn)壓器輸出電流能力根據(jù)系列不同可以從0.1~5A。例如：LM317L為0.1ALM317H為0.5ALM317為1.5ALM318為5A(電壓為1.2~32V)。負(fù)電壓系列與此類似。第十頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141012.2.2三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器電源電路可調(diào)型三端集成穩(wěn)壓器正負(fù)電壓輸出型的引腳排列不同。LM317（正輸出型）為：1腳調(diào)整，2腳輸出，3腳輸入；LM337（負(fù)輸出型）為：1腳調(diào)整，2腳輸入，3腳輸出?？烧{(diào)型三端集成穩(wěn)壓器的外形（TO-220）和應(yīng)用電路如圖所示。圖中的濾波電容最好采用鉭電容，如果采用電解電容可選10~1000F。該電路的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系為：

第十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141112.2.3低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)電源電路三端集成穩(wěn)壓器輸入/輸出電壓差在2~3V,有的要達(dá)到4V以上。有時(shí)系統(tǒng)中的輸入電壓、轉(zhuǎn)換效率、散熱條件等難以滿足壓差要求,如電池供電系統(tǒng)利用3.6V產(chǎn)生3V的電壓,壓差只有0.6V,且轉(zhuǎn)換效率也要求很高,顯然前述三端穩(wěn)壓器難以滿足。低壓差線性穩(wěn)壓器(LowDropoutRegulator,LDO)在逐步取代傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器。優(yōu)點(diǎn)是輸出噪聲低,紋波系數(shù)小,電源電壓影響小,負(fù)載變化時(shí)輸出電壓相應(yīng)變化速度快;外部元件少(一般是輸入/輸出端各有1~2個(gè)電容器);尺寸小;在輸出電流較小時(shí),LDO的成本只有開關(guān)電源成本的幾分之一。缺點(diǎn)是效率相對較低,會隨著輸出電壓的降低而降低。例如,某款LDO穩(wěn)壓器,在輸入電壓為3.6V,輸出電壓為3V時(shí)效率為83%,而當(dāng)輸出電壓差低到1.6V時(shí),效率降低為43%。此外,LDO穩(wěn)壓器只能用于降壓場合。第十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141212.2.3低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)電源電路LDO線性穩(wěn)壓器的種類較多,如LP3871系列芯片是超低壓差線性穩(wěn)壓器,輸入范圍為2.5~7V,輸出電壓規(guī)格有:5.0,3.3,2.5和1.8V。在0.8A滿載輸出時(shí)壓差為0.24V,在輸出電流為80mA時(shí)壓差只有24mV。具有關(guān)斷和故障輸出功能,關(guān)斷后靜態(tài)電流只有10nA,便于系統(tǒng)內(nèi)部電源管理。其封裝和應(yīng)用電路如圖所示。(/SD)是關(guān)斷引腳,不使用時(shí)需要接到VIN。(/ERR)引腳在輸出電壓低于正常值10%時(shí)輸出低電平。

第十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141312.3DC/DC供電電源DC/DC模塊是直流-直流轉(zhuǎn)換器,其功能是：將直流電源電壓轉(zhuǎn)換為與之相同或不同的若干個(gè)直流電源電壓,以滿足單片機(jī)系統(tǒng)對供電電源降壓、升壓及隔離的要求。其工作原理是通過振蕩電路和開關(guān)管把輸入的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷?通過變壓器變壓之后,再經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出。在一些小功率電路中可不采用高頻變壓器,而直接對功率開關(guān)器件輸出的脈沖電壓信號進(jìn)行濾波。從輸入/輸出的關(guān)系而言,DC/DC轉(zhuǎn)換器有降壓、升壓及隔離3種形式的電路。第十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141412.3.1降壓型DC/DC電源電路在單片機(jī)系統(tǒng)中,有時(shí)需要輸入電壓為直流14~28V,輸出電壓為直流3.3V,輸出電流為2A的電源。如果采用線性穩(wěn)壓器來實(shí)現(xiàn),效率太低,顯然是不合適的。因此可利用降壓型DC/DC(集成)電源芯片實(shí)現(xiàn)。LM22676系列穩(wěn)壓器是單片集成DC/DC變換電路芯片,可用于實(shí)現(xiàn)降壓開關(guān)穩(wěn)壓電源,其優(yōu)良的線性與負(fù)載調(diào)節(jié)特性如下：輸入電壓范圍為4.5~42V,可以驅(qū)動電流高達(dá)3A的負(fù)載,效率可達(dá)90%。開關(guān)時(shí)鐘頻率為500kHz,由內(nèi)置振蕩器提供。芯片內(nèi)部集成了自舉二極管,具有軟啟動功能,使穩(wěn)壓器可以逐步到達(dá)初始穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn),從而降低浪涌電壓和電流。內(nèi)置熱關(guān)斷和限流功能,超過150℃的情況下保護(hù)芯片。有使能控制輸入端,可使穩(wěn)壓器休眠至靜態(tài)電流為25A的待機(jī)狀態(tài)。第十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141512.3.1降壓型DC/DC電源電路LM22676的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。第十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141612.3.1降壓型DC/DC電源電路LM22676采用PSOP-8或TO-263封裝，如圖所示。

LM22676各引腳功能為：BOOT：提供高壓側(cè)NFET的觸發(fā)電壓。NC：未連接。FB：將輸出反饋到內(nèi)部電壓誤差放大器。EN：使能控制，低電平時(shí)，穩(wěn)壓器關(guān)閉。GND：接地。VIN：輸入電源電壓。SW：開關(guān)輸出引腳。第十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141712.3.1降壓型DC/DC電源電路采用LM22676-ADJ設(shè)計(jì)的降壓變換的電源原理圖如圖所示。

第十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141812.3.2升壓型DC/DC電源電路一些便攜的單片機(jī)系統(tǒng)采用電池供電,在系統(tǒng)內(nèi)部需要高電壓時(shí),可以采用DC/DC變換器進(jìn)行升壓,滿足系統(tǒng)的要求。例如,有一單片機(jī)系統(tǒng)輸入電壓范圍為直流3~3.6V,內(nèi)部某單元電路需要12V電壓,電流最大為0.2A。可采用升壓型DC/DC電源芯片LM2735X來實(shí)現(xiàn)。LM2735是單片集成升壓型DC/DC變換器,輸入電壓范圍為2.7~5.5V,輸出電壓范圍為3~24V,低端開關(guān)電流能力最大為2.1A。外部元件少,效率可達(dá)90%以上。開關(guān)時(shí)鐘頻率有兩種,分別為520kHz(LM2735X)和1.6MHz(LM2735Y),由內(nèi)置振蕩器提供。采用電流模式控制,內(nèi)部具有補(bǔ)償功能、熱關(guān)斷功能和軟啟動功能,關(guān)斷模式下靜態(tài)電流消耗為80nA。它廣泛應(yīng)用于便攜設(shè)備和USB供電設(shè)備。第十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/141912.3.2升壓型DC/DC電源電路LM2735內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。

第二十頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142012.3.2升壓型DC/DC電源電路LM2735的SOT23封裝如圖所示。各引腳的功能為：SW：內(nèi)部功率開關(guān)輸出引腳。FB：反饋輸入引腳，連接外部電阻分壓器，用于決定輸出電壓。EN：關(guān)斷控制輸入端。高電平允許芯片工作，不能懸空。VIN：輸入電源電壓引腳。GND：信號和電源地。第二十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142112.3.2升壓型DC/DC電源電路采用LM2735設(shè)計(jì)的升壓變換電源的原理圖如圖所示。第二十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142212.3.3DC/DC模塊電源的選擇與應(yīng)用DC/DC集成穩(wěn)壓器應(yīng)用時(shí)需要進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。目前有很多廠家已經(jīng)設(shè)計(jì)好了成系列的DC/DC模塊電源,應(yīng)用時(shí)可以直接選用。DC/DC模塊電源具有體積小巧、性能穩(wěn)定、使用方便的特點(diǎn),而且由于大規(guī)模生產(chǎn),使成本也很低。DC/DC模塊電源種類很多,輸出功率從1W到上百瓦,輸出電壓包括單路、正負(fù)雙路、雙隔離雙輸出和多路輸出等多種形式,輸出電壓覆蓋了常用的電源電壓的要求。有SIP(單列直插式)、DIP(雙列直插式)、表面貼裝等多種形式,可以直接安裝在電路板上,也有適合直接固定在機(jī)柜導(dǎo)軌上的封裝形式。大多數(shù)種類的模塊具有隔離功能,隔離電壓有1000~12000V等多種。下圖是一些適合電路板上安裝的DC/DC模塊的外形圖。

第二十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142312.3.3DC/DC模塊電源的選擇與應(yīng)用DC/DC模塊電源的典型應(yīng)用如圖所示。

通常,DC/DC模塊輸入/輸出端只需連接電容即可,為了降低紋波,可串聯(lián)電感。在使用時(shí),要確保在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi),其輸出最小負(fù)載不能小于滿負(fù)載的10%。如果實(shí)際負(fù)載小于規(guī)定的最小負(fù)載,該DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出紋波可能急劇增大,效率會大大降低。此時(shí)可在輸出端并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)阻值的電阻以增加負(fù)載。第二十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142412.4AC/DC供電技術(shù)隨著電子設(shè)備體積不斷縮小和質(zhì)量不斷減輕，從而要求供電電源也要小型化。近年來國際上著名的芯片廠家竟相推出各類單片集成轉(zhuǎn)換芯片，已成為國際上開發(fā)中、小功率開關(guān)電源及電源模塊的優(yōu)選集成芯片。采用單片集成轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成AC/DC開關(guān)電源日益增多，廣泛應(yīng)用于應(yīng)用于辦公自動化設(shè)備、儀器儀表、無線通信設(shè)備及消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。采用這類芯片可以實(shí)現(xiàn)直接的AC/DC變換，具有效率高、成本低的特點(diǎn)。本節(jié)以安森美（OnSemiconductor）公司推出的NCP101X芯片為例，介紹AC/DC電源供電技術(shù)。12.4.1AC/DC電源技術(shù)第二十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142512.4.1AC/DC電源技術(shù)1．AC/DC電源變換原理AC/DC直接電源變換的原理框圖如圖。輸入的交流220V電壓經(jīng)過浪涌電壓抑制和EMI濾波后，經(jīng)過整流電路轉(zhuǎn)換成高壓直流電壓，在控制器的控制下高壓功率開關(guān)將直流電壓變?yōu)楦哳l脈沖電壓信號，經(jīng)過高頻變壓器并整流濾波穩(wěn)壓形成直流電壓輸出。當(dāng)輸入電壓或外接負(fù)載變化時(shí)，取樣電路檢測到輸出電壓變化，經(jīng)過反饋通道給控制器，經(jīng)過脈寬調(diào)制（PWM）電路，再經(jīng)過驅(qū)動電路控制功率開關(guān)管的占空比，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。第二十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142612.4.1AC/DC電源技術(shù)2．NCP101X單片集成AC/DC轉(zhuǎn)換芯片簡介NCP101X系列低待機(jī)功率離線開關(guān)電源單片集成轉(zhuǎn)換芯片,包含NCP1010、NCP1011、NCP1012、NCP1013和NCP1014等型號,最大輸出電流可達(dá)450mA。芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。第二十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142712.4.1AC/DC電源技術(shù)NCP101X系列芯片的特點(diǎn)：集成了一個(gè)固定頻率電流模式控制器和一個(gè)700V的功率MOSFET,MOSFET的導(dǎo)通電阻RDS(on)為11/22,電流模式控制器以固定頻率工作,可選擇65kHz、100kHz或130kHz的器件。芯片采用動態(tài)自供電技術(shù),不需要偏置繞組,如果使用外部輔助繞組,則停止動態(tài)自供電模塊工作,這種情況下待機(jī)功率低于100mW。具有軟啟動功能,能在1ms內(nèi)進(jìn)行軟啟動。內(nèi)置過電壓保護(hù)(OVP)電路和具有自恢復(fù)功能的輸出短路保護(hù)電路。特別適用于小功率AC/DC電源。第二十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142812.4.1AC/DC電源技術(shù)NCP101X系列芯片具有3種封裝形式,常用的PIDP-7和SOT-223封裝如圖所示。NCP101X各引腳功能為：VCC：內(nèi)部電路供電，外部連接一只10F電容器。該腳可連接輔助電源以改善待機(jī)性能，同時(shí)在反饋回路出現(xiàn)故障時(shí)，該腳還提供有源關(guān)斷保護(hù)。NC：未連接。GND：接地。FB：為反饋信號輸入?？衫霉怆婑詈掀鹘邮茌敵龆朔答佇盘栞斎?，根據(jù)輸出功率的需要調(diào)整峰值電流設(shè)定點(diǎn)。Drain：為內(nèi)部MOSFET的漏極。第二十九頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/142912.4.1AC/DC電源技術(shù)3．采用NCP1012設(shè)計(jì)的AC/DC電源采用NCP1012設(shè)計(jì)的交流輸入,輸出為直流12V/500mA電源的原理圖如圖所示。輸入的交流電壓經(jīng)整流和濾波后,直接由NCP1012的高壓MOSFET開關(guān)控制,生成高頻脈沖電壓信號經(jīng)變壓器變換,再經(jīng)整流濾波輸出。取樣電路由R3、R4組成,與線性光耦合器PC817組成隔離式光耦反饋回路。電路簡單高效,沒有體積大的工頻變壓器。第三十頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/143012.4.2AC/DC模塊電源AC/DC模塊是直接將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源的電源模塊。這類模塊大都具有輸入電壓范圍寬(85~264VAC)、交直流兩用、高可靠性、低功耗、安全隔離等優(yōu)點(diǎn),效率可達(dá)80%以上。使用AC/DC模塊可以簡化系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì),在電力行業(yè)/儀器儀表/工業(yè)控制/通信設(shè)備/醫(yī)療行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。小功率集成AC/DC模塊的工作原理是：輸入的交流電壓首先經(jīng)過整流濾波后變?yōu)橹绷?內(nèi)部主控芯片根據(jù)負(fù)載要求控制主控管的導(dǎo)通,產(chǎn)生高頻交流電壓,經(jīng)高頻變壓器和高頻整流濾波器處理后,即可輸出穩(wěn)定的直流電壓。下圖是一些電路板安裝的AC/DC模塊的外形圖。第三十一頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/143112.4.2AC/DC模塊電源力源公司生產(chǎn)的AC/DC模塊PS5W5S輸入電壓范圍為交流165~265V,輸出為5V/900mA,典型效率為70%,輸出電壓紋波50mV,具有輸出短路、過熱保護(hù)金升陽公司生產(chǎn)的AC/DC模塊LB05-10B05輸入電壓范圍為交流85~264VAC,50/60Hz,輸出為5V/1000mA,典型效率為73%,輸出電壓紋波50mV,具有穩(wěn)壓輸功能,輸入/輸出隔離電壓為2500V?？捎糜谛⌒蛢x表的供電。圖示為PS5W5S模塊電源的典型應(yīng)用電路。出、輸出短路、過流、過溫保護(hù)，輸入/輸出隔離電壓達(dá)到3000V。全塑料外殼,符合UL94V-0。可用于小型儀表的供電,圖示為其典型應(yīng)用電路。第三十二頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/143212.5基準(zhǔn)電源的產(chǎn)生方法單片機(jī)系統(tǒng)中的模擬放大和A/D轉(zhuǎn)換等電路需要高精度、高穩(wěn)定性的供電電源和參考電壓源?；鶞?zhǔn)電源是一種可以產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定性電壓的器件或電路，它產(chǎn)生的電壓給特定部件作為參考電壓使用?；鶞?zhǔn)電源使用廣泛，其精度和可靠性直接決定著系統(tǒng)的精度和可靠性。常用的基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源按基本組成可分為分立元件電路和集成電路兩大類。

第三十三頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/143312.5.1穩(wěn)壓管基準(zhǔn)電壓源電路穩(wěn)壓管基準(zhǔn)電壓源電路如圖所示。VDz是穩(wěn)壓管，R是限流電阻，Vi是輸入直流電壓。Vo為輸出電壓，等于穩(wěn)壓管兩端的電壓Vz，即為基準(zhǔn)電壓。穩(wěn)壓管的電流調(diào)節(jié)作用是這種穩(wěn)壓電路能夠穩(wěn)壓的關(guān)鍵，即利用穩(wěn)壓管端電壓Vz的微小變化，引起電流Iz較大的變化，通過電阻R起著電壓調(diào)節(jié)作用，保證輸出電壓基本恒定。由于穩(wěn)壓管和負(fù)載電阻是并聯(lián)的，故這種電路也叫并聯(lián)式穩(wěn)壓電路。第三十四頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/143412.5.2集成塊基準(zhǔn)電壓源電路常用的精密集成穩(wěn)壓電路有TL431、MAX6035、ICL8069、AD584等芯片。1．TL431精密集成穩(wěn)壓塊TL431系列芯片是有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref(2.5V)到36V范圍內(nèi)的任何值。TL431的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。Vi是一個(gè)內(nèi)部的2.5V基準(zhǔn)源,接在運(yùn)放的反相輸入端。由運(yùn)放的特性可知,只有當(dāng)REF端(同相端)的電壓非常接近Vi(2.5V)時(shí),三極管中才會有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過,而且隨著REF端電壓的微小變化,通過三極管的電流將從1~100mA變化。第三十五頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/143512.5.2集成塊基準(zhǔn)電壓源電路圖示為TL431器件的符號,3個(gè)引腳分別為：陰極C（CATHODE）陽極A（ANODE）參考端R（REF）由TL431構(gòu)成的5V穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路如圖所示。R0取1.5kW,R1、R2分別取10kW,輸入電壓Vi為12~24V時(shí),輸出電壓均為5V,因此,此種穩(wěn)壓器的精度很高。但是當(dāng)在C、A端并接負(fù)載電阻時(shí),電阻值應(yīng)大于2kW,否則不能正常輸出。第三十六頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/143612.5.2集成塊基準(zhǔn)電壓源電路下圖為TL431應(yīng)用電路,用TL431制成的高精度穩(wěn)壓直流電源的紋波很小,精度較高,可以給高精密儀器供電。第三十七頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/143712.5.2集成塊基準(zhǔn)電壓源電路2．MAX6035精密集成穩(wěn)壓塊MAX6035是寬電壓輸入范圍和精密的、微功耗的電壓基準(zhǔn)。這款3端器件具有2.5V、3.0

V和5.0V輸出電壓選項(xiàng)，是REF02和REF43等工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)器件的升級產(chǎn)品。MAX6035采用3引腳SOT23和8腳SOIC封裝，典型應(yīng)用和引腳配置如圖所示。工作于-40~125℃溫度范圍。其特性是:寬電源電壓范圍(6.9~33V);在使用溫度范圍內(nèi)溫度系數(shù)最大為2510-6/℃;±0.2%(最大值)初始精度;95A(最大值)靜態(tài)電源電流;10mA輸出電流,2mA灌入電流;無須輸出電容;在高達(dá)5F的容性負(fù)載下仍穩(wěn)定工作。第三十八頁，共四十二頁，2022年，8月28日2023/3/1