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1、单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录单片机原理与接口技术单片机原理与接口技术第第10章章单片机系统单片机系统电源设计电源设计2023/1/61单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录（1）熟悉单片机系统中常用的电源设计）熟悉单片机系统中常用的电源设计方案。方案。（2）掌握线性稳压电路设计方法和常用）掌握线性稳压电路设计方法和常用线性电源器件的使用方法。线性电源器件的使用方法。（3）了解）了解DC/DC电源设计和使用方法。电源设计和使用方法。（4）了解常用基准电源电路的使用方法。）了解常用基准电源电路的使用方法。（5）了解常用电源模块的使用方法。）
2、了解常用电源模块的使用方法。本章教学要求本章教学要求 2023/1/62单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录本本章章目目录录12.112.1单片机系统电源设单片机系统电源设单片机系统电源设单片机系统电源设计的考虑因素计的考虑因素计的考虑因素计的考虑因素12.212.2线性稳压供电电源线性稳压供电电源线性稳压供电电源线性稳压供电电源12.2.112.2.1三端固定输出集成三端固定输出集成三端固定输出集成三端固定输出集成稳压器电源电路稳压器电源电路稳压器电源电路稳压器电源电路12.2.212.2.2三端可调输出集成三端可调输出集成三端可调输出集成三端可调输出集成稳压器电源
3、电路稳压器电源电路稳压器电源电路稳压器电源电路12.2.312.2.3低压差线性稳压器低压差线性稳压器低压差线性稳压器低压差线性稳压器（LDOLDO）电源电路）电源电路）电源电路）电源电路12.3DC/DC12.3DC/DC供电电源供电电源供电电源供电电源12.3.112.3.1降压型降压型降压型降压型DC/DCDC/DC电源电源电源电源电路电路电路电路12.3.212.3.2 升升升升压压压压型型型型DC/DCDC/DC电电电电源源源源电路电路电路电路12.3.312.3.3 DC/DCDC/DC模模模模块块块块电电电电源源源源的的的的选择与应用选择与应用选择与应用选择与应用12.4AC/D
4、C12.4AC/DC供电技术供电技术供电技术供电技术12.4.1AC/DC12.4.1AC/DC电源技术电源技术电源技术电源技术12.4.2AC/DC12.4.2AC/DC模块电源模块电源模块电源模块电源12.512.5 基基基基准准准准电电电电源源源源的的的的产产产产生生生生方方方方法法法法12.5.112.5.1 稳稳稳稳压压压压管管管管基基基基准准准准电电电电压压压压源源源源电路电路电路电路12.5.212.5.2 集集集集成成成成块块块块基基基基准准准准电电电电压压压压源源源源电路电路电路电路习题与思考题习题与思考题习题与思考题习题与思考题2023/1/63单片机原理与接口技术(第2版
5、).李晓林.电子工业出版社返回目录12.112.1单片机系统电源设计的考虑因素单片机系统电源设计的考虑因素单片机系统电源设计的考虑因素单片机系统电源设计的考虑因素 n n单片机系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项重要工作单片机系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项重要工作单片机系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项重要工作单片机系统电源设计是单片机应用系统设计中的一项重要工作,电源的精度和可靠性等各项指标电源的精度和可靠性等各项指标电源的精度和可靠性等各项指标电源的精度和可靠性等各项指标,直接影响系统的整体性能。直接影响系统的整体性能。直接影响系统的整体性能。直接影响系统的整体性能。n
6、 n单片机系统的数字和模拟两部分电路对电源的要求有所不同。单片机系统的数字和模拟两部分电路对电源的要求有所不同。单片机系统的数字和模拟两部分电路对电源的要求有所不同。单片机系统的数字和模拟两部分电路对电源的要求有所不同。n n数字部分：以脉冲方式工作，电源功率的脉冲性较为突出，数字部分：以脉冲方式工作，电源功率的脉冲性较为突出，数字部分：以脉冲方式工作，电源功率的脉冲性较为突出，数字部分：以脉冲方式工作，电源功率的脉冲性较为突出，如如如如LEDLED显示器的动态扫描会引起电源脉动。因此，为数字部显示器的动态扫描会引起电源脉动。因此，为数字部显示器的动态扫描会引起电源脉动。因此，为数字部显示器的
7、动态扫描会引起电源脉动。因此，为数字部分供电要考虑有足够的余量，大系统按实际功率消耗的分供电要考虑有足够的余量，大系统按实际功率消耗的分供电要考虑有足够的余量，大系统按实际功率消耗的分供电要考虑有足够的余量，大系统按实际功率消耗的1.521.52倍设计，小系统按倍设计，小系统按倍设计，小系统按倍设计，小系统按2323倍设计。此外，有时还需要多路电源或倍设计。此外，有时还需要多路电源或倍设计。此外，有时还需要多路电源或倍设计。此外，有时还需要多路电源或DC/DCDC/DC供电。供电。供电。供电。-A/DA/D转换器分类转换器分类转换器分类转换器分类2023/1/64单片机原理与接口技术(第2版)
8、.李晓林.电子工业出版社返回目录12.112.1单片机系统电源设计的考虑因素单片机系统电源设计的考虑因素单片机系统电源设计的考虑因素单片机系统电源设计的考虑因素 n n模拟部分：对电源的要求不同于数字部分，模拟放大电路和模拟部分：对电源的要求不同于数字部分，模拟放大电路和模拟部分：对电源的要求不同于数字部分，模拟放大电路和模拟部分：对电源的要求不同于数字部分，模拟放大电路和A/DA/D电路对电源电压的精度、稳定性和纹波系数要求很高，如电路对电源电压的精度、稳定性和纹波系数要求很高，如电路对电源电压的精度、稳定性和纹波系数要求很高，如电路对电源电压的精度、稳定性和纹波系数要求很高，如果供电电压的
9、纹波较大，回路中存在脉冲干扰，将直接影响果供电电压的纹波较大，回路中存在脉冲干扰，将直接影响果供电电压的纹波较大，回路中存在脉冲干扰，将直接影响果供电电压的纹波较大，回路中存在脉冲干扰，将直接影响放大后信号的质量和放大后信号的质量和放大后信号的质量和放大后信号的质量和A/DA/D转换精度。一些模拟电路的偏置电压转换精度。一些模拟电路的偏置电压转换精度。一些模拟电路的偏置电压转换精度。一些模拟电路的偏置电压和基准电压也需要有很高的精度和稳定性。和基准电压也需要有很高的精度和稳定性。和基准电压也需要有很高的精度和稳定性。和基准电压也需要有很高的精度和稳定性。n n有些场合需要隔离电源，将信号传输通
10、路完全隔离，以提高系有些场合需要隔离电源，将信号传输通路完全隔离，以提高系有些场合需要隔离电源，将信号传输通路完全隔离，以提高系有些场合需要隔离电源，将信号传输通路完全隔离，以提高系统的安全性和抗干扰性能。例如，光电耦合器输入统的安全性和抗干扰性能。例如，光电耦合器输入统的安全性和抗干扰性能。例如，光电耦合器输入统的安全性和抗干扰性能。例如，光电耦合器输入/输出电路的输出电路的输出电路的输出电路的供电，模拟信号隔离放大器输入供电，模拟信号隔离放大器输入供电，模拟信号隔离放大器输入供电，模拟信号隔离放大器输入/输出电路的电源。输出电路的电源。输出电路的电源。输出电路的电源。n n如果模拟和数字部
11、分使用同一个电源，会使数字部分产生的高如果模拟和数字部分使用同一个电源，会使数字部分产生的高如果模拟和数字部分使用同一个电源，会使数字部分产生的高如果模拟和数字部分使用同一个电源，会使数字部分产生的高频有害噪声耦合到模拟部分。因此，在模拟电路和数字电路混合频有害噪声耦合到模拟部分。因此，在模拟电路和数字电路混合频有害噪声耦合到模拟部分。因此，在模拟电路和数字电路混合频有害噪声耦合到模拟部分。因此，在模拟电路和数字电路混合的单片机系统中，需要注意考虑两种电路独立供电。的单片机系统中，需要注意考虑两种电路独立供电。的单片机系统中，需要注意考虑两种电路独立供电。的单片机系统中，需要注意考虑两种电路独
12、立供电。2023/1/65单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.2线性稳压供电电源线性稳压供电电源n n线性稳压电源线性稳压电源线性稳压电源线性稳压电源,是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。n n线性稳压电源是较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压电源线性稳压电源是较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压电源线性稳压电源是较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压电源线性稳压电源是较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压电源由调整管、参考电压、取样电
13、路、误差放大电路等几个基本部分由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成，有些还包含保护电路、启动电路等部分。组成，有些还包含保护电路、启动电路等部分。组成，有些还包含保护电路、启动电路等部分。组成，有些还包含保护电路、启动电路等部分。n n图图图图示示示示为为为为一一一一个个个个比比比比较较较较简简简简单单单单的的的的线线线线性性性性稳稳稳稳压压压压电电电电源源源源原原原原理理理理图图图图（示示示示意意意意图图图图，省省省省略略略略了了了了滤滤滤滤波波波波电电电电
14、容容容容等等等等元元元元件件件件），取取取取样样样样电电电电阻阻阻阻通通通通过过过过取取取取样样样样输输输输出出出出电电电电压压压压，并并并并与与与与参参参参考考考考电电电电压压压压比比比比较较较较，比比比比较较较较结结结结果果果果由由由由误误误误差差差差放放放放大大大大电电电电路路路路放放放放大大大大后后后后，控控控控制制制制调调调调整整整整管管管管的的的的导导导导通通通通程度，使输出电压保持稳定。程度，使输出电压保持稳定。程度，使输出电压保持稳定。程度，使输出电压保持稳定。n n优点是：反应速度快优点是：反应速度快优点是：反应速度快优点是：反应速度快,输出纹波较小输出纹波较小输出纹波较小输
15、出纹波较小,工作产生的噪声低；缺点是：输出电压比输入电压低，效率较工作产生的噪声低；缺点是：输出电压比输入电压低，效率较工作产生的噪声低；缺点是：输出电压比输入电压低，效率较工作产生的噪声低；缺点是：输出电压比输入电压低，效率较低，负载大时发热量大，间接地给系统增加热噪声。低，负载大时发热量大，间接地给系统增加热噪声。低，负载大时发热量大，间接地给系统增加热噪声。低，负载大时发热量大，间接地给系统增加热噪声。n n常用的线性集成稳压器大致可以分为常用的线性集成稳压器大致可以分为常用的线性集成稳压器大致可以分为常用的线性集成稳压器大致可以分为3 3类：三端固定输出集成稳类：三端固定输出集成稳类：
16、三端固定输出集成稳类：三端固定输出集成稳压器，三端可调集成稳压器，低压差线性集成稳压器。压器，三端可调集成稳压器，低压差线性集成稳压器。压器，三端可调集成稳压器，低压差线性集成稳压器。压器，三端可调集成稳压器，低压差线性集成稳压器。2023/1/66单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.2.112.2.1三端固定输出集成稳压器电源电路三端固定输出集成稳压器电源电路三端固定输出集成稳压器电源电路三端固定输出集成稳压器电源电路 n n三三三三端端端端固固固固定定定定输输输输出出出出集集集集成成成成稳稳稳稳压压压压器器器器是是是是一一一一种种种种串串串串联联联联调调调调
17、整整整整式式式式稳稳稳稳压压压压器器器器，它它它它将将将将调调调调整整整整、输输输输出出出出和和和和反反反反馈馈馈馈取取取取样样样样等等等等电电电电路路路路集集集集成成成成在在在在一一一一起起起起形形形形成成成成单单单单一一一一元元元元件件件件，只只只只有有有有输输输输入入入入、输输输输出出出出和和和和公公公公共共共共接接接接地地地地3 3个个个个引引引引出出出出端端端端，通通通通过过过过外外外外接接接接少少少少量量量量元元元元器器器器件件件件即即即即可可可可实实实实现现现现稳稳稳稳压，使用非常方便，故称为三端集成稳压器。压，使用非常方便，故称为三端集成稳压器。压，使用非常方便，故称为三端集成
18、稳压器。压，使用非常方便，故称为三端集成稳压器。n n典型产品有典型产品有典型产品有典型产品有78xx78xx正电压输出系列和正电压输出系列和正电压输出系列和正电压输出系列和79xx79xx负电压输出系列。负电压输出系列。负电压输出系列。负电压输出系列。n n其封装及外形如图所示。正负输出型的引脚排列不同。其封装及外形如图所示。正负输出型的引脚排列不同。其封装及外形如图所示。正负输出型的引脚排列不同。其封装及外形如图所示。正负输出型的引脚排列不同。78xx78xx系列为：系列为：系列为：系列为：1 1脚输入脚输入脚输入脚输入,2,2脚接地脚接地脚接地脚接地,3,3脚输出；脚输出；脚输出；脚输出
19、；79xx79xx系列为：系列为：系列为：系列为：1 1脚接地脚接地脚接地脚接地,2,2脚输入脚输入脚输入脚输入,3,3脚输出。脚输出。脚输出。脚输出。2023/1/67单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.2.112.2.1三端固定输出集成稳压器电源电路三端固定输出集成稳压器电源电路三端固定输出集成稳压器电源电路三端固定输出集成稳压器电源电路 n n输输输输出出出出电电电电压压压压有有有有5,5,6,6,9,9,12,12,15,15,1818V V和和和和2424V V等等等等多多多多种种种种,如如如如7805,7805,7905,7905,78157815和
20、和和和79157915等。等。等。等。n n78xx(79xx)78xx(79xx)系列的输出电流为系列的输出电流为系列的输出电流为系列的输出电流为1A1A；78Mxx(79Mxx)78Mxx(79Mxx)系列输出电流为系列输出电流为系列输出电流为系列输出电流为0.5A0.5A；78Lxx(79Lxx)78Lxx(79Lxx)系列输出电流为系列输出电流为系列输出电流为系列输出电流为0.1A0.1A。n n78xx(79xx)78xx(79xx)系系系系列列列列属属属属于于于于线线线线性性性性稳稳稳稳压压压压器器器器,要要要要求求求求输输输输入入入入电电电电压压压压比比比比输输输输出出出出电电电
21、电压压压压高高高高出出出出23V23V，否则就不能正常工作。，否则就不能正常工作。，否则就不能正常工作。，否则就不能正常工作。n n78xx(79xx)78xx(79xx)系系系系列列列列稳稳稳稳压压压压器器器器的的的的优优优优点点点点是是是是使使使使用用用用方方方方便便便便，不不不不需需需需作作作作任任任任何何何何调调调调整整整整，外外外外围围围围电电电电路路路路简简简简单单单单，工工工工作作作作安安安安全全全全可可可可靠靠靠靠，适适适适合合合合制制制制作作作作通通通通用用用用型型型型、标标标标称称称称输输输输出出出出的的的的稳稳稳稳压压压压电电电电源源源源。其其其其缺缺缺缺点点点点是是是是
22、输输输输出出出出电电电电压压压压不不不不能能能能调调调调整整整整，不不不不能能能能直直直直接接接接输输输输出出出出非非非非标标标标称称称称值电压，与一些精密稳压电源相比，其电压稳定度还不够高。值电压，与一些精密稳压电源相比，其电压稳定度还不够高。值电压，与一些精密稳压电源相比，其电压稳定度还不够高。值电压，与一些精密稳压电源相比，其电压稳定度还不够高。2023/1/68单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.2.112.2.1三端固定输出集成稳压器电源电路三端固定输出集成稳压器电源电路三端固定输出集成稳压器电源电路三端固定输出集成稳压器电源电路 n n图图图图示示示
23、示为为为为采采采采用用用用三三三三端端端端稳稳稳稳压压压压器器器器设设设设计计计计的的的的单单单单片片片片机机机机系系系系统统统统电电电电源源源源电电电电路路路路，可可可可以以以以提提提提供供供供+5V+5V的的的的数数数数字字字字电电电电路路路路电电电电源源源源和和和和1515V V的的的的模模模模拟拟拟拟电电电电路路路路电电电电源源源源，注注注注意意意意二二二二者者者者的的的的“地地地地”电位不同，在电位不同，在电位不同，在电位不同，在PCBPCB电路设计中应遵循单点接地的原则。电路设计中应遵循单点接地的原则。电路设计中应遵循单点接地的原则。电路设计中应遵循单点接地的原则。2023/1/6
24、9单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.2.212.2.2三端可调输出集成稳压器电源电路三端可调输出集成稳压器电源电路三端可调输出集成稳压器电源电路三端可调输出集成稳压器电源电路 n n78xx(79xx)78xx(79xx)系列是固定电压输出型，还有一类三端集成稳压系列是固定电压输出型，还有一类三端集成稳压系列是固定电压输出型，还有一类三端集成稳压系列是固定电压输出型，还有一类三端集成稳压器是输出可调型，如器是输出可调型，如器是输出可调型，如器是输出可调型，如LM317LM317和和和和LM337LM337。n nLM317LM317是正电压输出，其输出电压范围
25、为是正电压输出，其输出电压范围为是正电压输出，其输出电压范围为是正电压输出，其输出电压范围为1.237V1.237V。n nLM337LM337是负电压输出，其输出电压范围为是负电压输出，其输出电压范围为是负电压输出，其输出电压范围为是负电压输出，其输出电压范围为-1.2-37V-1.2-37V。n n可调型三端集成稳压器输出电流能力根据系列不同可以从可调型三端集成稳压器输出电流能力根据系列不同可以从可调型三端集成稳压器输出电流能力根据系列不同可以从可调型三端集成稳压器输出电流能力根据系列不同可以从0.15A0.15A。例如：。例如：。例如：。例如：n nLM317LLM317L为为为为0.1
26、A0.1An nLM317HLM317H为为为为0.5A0.5An nLM317LM317为为为为1.5A1.5An nLM318LM318为为为为5A(5A(电压为电压为电压为电压为1.232V)1.232V)。n n负电压系列与此类似。负电压系列与此类似。负电压系列与此类似。负电压系列与此类似。2023/1/610单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.2.212.2.2三端可调输出集成稳压器电源电路三端可调输出集成稳压器电源电路三端可调输出集成稳压器电源电路三端可调输出集成稳压器电源电路 n n可调型三端集成稳压器正负电压输出型的引脚排列不同。可调型三端集成稳
27、压器正负电压输出型的引脚排列不同。可调型三端集成稳压器正负电压输出型的引脚排列不同。可调型三端集成稳压器正负电压输出型的引脚排列不同。n nLM317LM317（正输出型）为：（正输出型）为：（正输出型）为：（正输出型）为：1 1脚调整，脚调整，脚调整，脚调整，2 2脚输出，脚输出，脚输出，脚输出，3 3脚输入；脚输入；脚输入；脚输入；n nLM337LM337（负输出型）为：（负输出型）为：（负输出型）为：（负输出型）为：1 1脚调整，脚调整，脚调整，脚调整，2 2脚输入，脚输入，脚输入，脚输入，3 3脚输出。脚输出。脚输出。脚输出。n n可调型三端集成稳压器的外形（可调型三端集成稳压器的外
28、形（可调型三端集成稳压器的外形（可调型三端集成稳压器的外形（TO-220TO-220）和应用电路如图）和应用电路如图）和应用电路如图）和应用电路如图所示。图中的滤波电容最好采用钽电容，如果采用电解电所示。图中的滤波电容最好采用钽电容，如果采用电解电所示。图中的滤波电容最好采用钽电容，如果采用电解电所示。图中的滤波电容最好采用钽电容，如果采用电解电容可选容可选容可选容可选101000101000 F F。n n该电路的输出电压与该电路的输出电压与该电路的输出电压与该电路的输出电压与 输入电压的关系为：输入电压的关系为：输入电压的关系为：输入电压的关系为：2023/1/611单片机原理与接口技术(
29、第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.2.312.2.3低压差线性稳压器低压差线性稳压器低压差线性稳压器低压差线性稳压器(LDO)(LDO)电源电路电源电路电源电路电源电路 n n三端集成稳压器输入三端集成稳压器输入三端集成稳压器输入三端集成稳压器输入/输出电压差在输出电压差在输出电压差在输出电压差在23V,23V,有的要达到有的要达到有的要达到有的要达到4V4V以上。以上。以上。以上。n n有有有有时时时时系系系系统统统统中中中中的的的的输输输输入入入入电电电电压压压压、转转转转换换换换效效效效率率率率、散散散散热热热热条条条条件件件件等等等等难难难难以以以以满满满满足足足足压压压压
30、差差差差要要要要求求求求,如如如如电电电电池池池池供供供供电电电电系系系系统统统统利利利利用用用用3.6V3.6V产产产产生生生生3V3V的的的的电电电电压压压压,压压压压差差差差只只只只有有有有0.6V,0.6V,且且且且转换效率也要求很高转换效率也要求很高转换效率也要求很高转换效率也要求很高,显然前述三端稳压器难以满足。显然前述三端稳压器难以满足。显然前述三端稳压器难以满足。显然前述三端稳压器难以满足。n n低低低低压压压压差差差差线线线线性性性性稳稳稳稳压压压压器器器器(Low(LowDropoutDropoutRegulator,Regulator,LDO)LDO)在在在在逐逐逐逐步步
31、步步取取取取代代代代传传传传统的线性稳压器。统的线性稳压器。统的线性稳压器。统的线性稳压器。n n优优优优点点点点是是是是输输输输出出出出噪噪噪噪声声声声低低低低,纹纹纹纹波波波波系系系系数数数数小小小小,电电电电源源源源电电电电压压压压影影影影响响响响小小小小,负负负负载载载载变变变变化化化化时时时时输输输输出出出出电电电电压压压压相相相相应应应应变变变变化化化化速速速速度度度度快快快快;外外外外部部部部元元元元件件件件少少少少(一一一一般般般般是是是是输输输输入入入入/输输输输出出出出端端端端各各各各有有有有1212个个个个电电电电容容容容器器器器););尺尺尺尺寸寸寸寸小小小小;在在在在
32、输输输输出出出出电电电电流流流流较较较较小小小小时时时时,LDOLDO的的的的成成成成本本本本只只只只有有有有开开开开关关关关电电电电源成本的几分之一。源成本的几分之一。源成本的几分之一。源成本的几分之一。n n缺缺缺缺点点点点是是是是效效效效率率率率相相相相对对对对较较较较低低低低,会会会会随随随随着着着着输输输输出出出出电电电电压压压压的的的的降降降降低低低低而而而而降降降降低低低低。例例例例如如如如,某某某某款款款款LDOLDO稳稳稳稳压压压压器器器器,在在在在输输输输入入入入电电电电压压压压为为为为3.6V,3.6V,输输输输出出出出电电电电压压压压为为为为3V3V时时时时效效效效率率
33、率率为为为为83%,83%,而而而而当当当当输输输输出出出出电电电电压压压压差差差差低低低低到到到到1.6V1.6V时时时时,效效效效率率率率降降降降低低低低为为为为43%43%。此此此此外外外外,LDOLDO稳稳稳稳压压压压器只能用于降压场合。器只能用于降压场合。器只能用于降压场合。器只能用于降压场合。2023/1/612单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.2.312.2.3低压差线性稳压器低压差线性稳压器低压差线性稳压器低压差线性稳压器(LDO)(LDO)电源电路电源电路电源电路电源电路 LDOLDO线线线线性性性性稳稳稳稳压压压压器器器器的的的的种种种种类
34、类类类较较较较多多多多,如如如如LP3871LP3871系系系系列列列列芯芯芯芯片片片片是是是是超超超超低低低低压压压压差差差差线线线线性性性性稳稳稳稳压压压压器器器器,输输输输入入入入范范范范围围围围为为为为2.57V,2.57V,输输输输出出出出电电电电压压压压规规规规格格格格有有有有:5.0,5.0,3.3,3.3,2.52.5和和和和1.8V1.8V。在在在在0.8A0.8A满满满满载载载载输输输输出出出出时时时时压压压压差差差差为为为为0.24V,0.24V,在在在在输输输输出出出出电电电电流流流流为为为为80mA80mA时时时时压压压压差差差差只只只只有有有有24mV24mV。具具
35、具具有有有有关关关关断断断断和和和和故故故故障障障障输输输输出出出出功功功功能能能能,关关关关断断断断后后后后静静静静态态态态电电电电流流流流只只只只有有有有10nA,10nA,便于系统内部电源管理。其封装和应用电路如图所示。便于系统内部电源管理。其封装和应用电路如图所示。便于系统内部电源管理。其封装和应用电路如图所示。便于系统内部电源管理。其封装和应用电路如图所示。(/SD)(/SD)是关断引脚是关断引脚是关断引脚是关断引脚,不使用时需要接到不使用时需要接到不使用时需要接到不使用时需要接到VINVIN。(/ERR)(/ERR)引脚在输出电压低于正常值引脚在输出电压低于正常值引脚在输出电压低于
36、正常值引脚在输出电压低于正常值10%10%时输出低电平。时输出低电平。时输出低电平。时输出低电平。2023/1/613单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.3DC/DC供电电源供电电源n nDC/DCDC/DC模模模模块块块块是是是是直直直直流流流流-直直直直流流流流转转转转换换换换器器器器,其其其其功功功功能能能能是是是是：将将将将直直直直流流流流电电电电源源源源电电电电压压压压转转转转换换换换为为为为与与与与之之之之相相相相同同同同或或或或不不不不同同同同的的的的若若若若干干干干个个个个直直直直流流流流电电电电源源源源电电电电压压压压,以以以以满满满满足足足足
37、单单单单片片片片机机机机系系系系统统统统对供电电源降压、升压及隔离的要求。对供电电源降压、升压及隔离的要求。对供电电源降压、升压及隔离的要求。对供电电源降压、升压及隔离的要求。n n其其其其工工工工作作作作原原原原理理理理是是是是通通通通过过过过振振振振荡荡荡荡电电电电路路路路和和和和开开开开关关关关管管管管把把把把输输输输入入入入的的的的直直直直流流流流电电电电压压压压转转转转变变变变为为为为交交交交流流流流电电电电压压压压,通通通通过过过过变变变变压压压压器器器器变变变变压压压压之之之之后后后后,再再再再经经经经过过过过整整整整流流流流、滤滤滤滤波波波波、稳稳稳稳压压压压转转转转换换换换为
38、为为为直流电压输出。直流电压输出。直流电压输出。直流电压输出。n n在在在在一一一一些些些些小小小小功功功功率率率率电电电电路路路路中中中中可可可可不不不不采采采采用用用用高高高高频频频频变变变变压压压压器器器器,而而而而直直直直接接接接对对对对功功功功率率率率开开开开关关关关器器器器件输出的脉冲电压信号进行滤波。件输出的脉冲电压信号进行滤波。件输出的脉冲电压信号进行滤波。件输出的脉冲电压信号进行滤波。n n从从从从输输输输入入入入/输输输输出出出出的的的的关关关关系系系系而而而而言言言言,DC/DCDC/DC转转转转换换换换器器器器有有有有降降降降压压压压、升升升升压压压压及及及及隔隔隔隔离
39、离离离3 3种种种种形式的电路。形式的电路。形式的电路。形式的电路。2023/1/614单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.3.1降压型降压型DC/DC电源电路电源电路n n在单片机系统中在单片机系统中在单片机系统中在单片机系统中,有时需要输入电压为直流有时需要输入电压为直流有时需要输入电压为直流有时需要输入电压为直流1428V,1428V,输出电压为输出电压为输出电压为输出电压为直流直流直流直流3.3V,3.3V,输出电流为输出电流为输出电流为输出电流为2A2A的电源。如果采用线性稳压器来实现的电源。如果采用线性稳压器来实现的电源。如果采用线性稳压器来实现的电
40、源。如果采用线性稳压器来实现,效效效效率太低率太低率太低率太低,显然是不合适的。因此可利用降压型显然是不合适的。因此可利用降压型显然是不合适的。因此可利用降压型显然是不合适的。因此可利用降压型DC/DC(DC/DC(集成集成集成集成)电源电源电源电源芯片实现。芯片实现。芯片实现。芯片实现。n nLM22676LM22676系列稳压器是单片集成系列稳压器是单片集成系列稳压器是单片集成系列稳压器是单片集成DC/DCDC/DC变换电路芯片变换电路芯片变换电路芯片变换电路芯片,可用于实可用于实可用于实可用于实现降压开关稳压电源现降压开关稳压电源现降压开关稳压电源现降压开关稳压电源,其优良的线性与负载调
41、节特性如下：其优良的线性与负载调节特性如下：其优良的线性与负载调节特性如下：其优良的线性与负载调节特性如下：n n输入电压范围为输入电压范围为输入电压范围为输入电压范围为4.542V,4.542V,可以驱动电流高达可以驱动电流高达可以驱动电流高达可以驱动电流高达3A3A的负载的负载的负载的负载,效率可效率可效率可效率可达达达达90%90%。n n开关时钟频率为开关时钟频率为开关时钟频率为开关时钟频率为500kHz,500kHz,由内置振荡器提供。由内置振荡器提供。由内置振荡器提供。由内置振荡器提供。n n芯片内部集成了自举二极管芯片内部集成了自举二极管芯片内部集成了自举二极管芯片内部集成了自举
42、二极管,具有软启动功能具有软启动功能具有软启动功能具有软启动功能,使稳压器可以使稳压器可以使稳压器可以使稳压器可以逐步到达初始稳态工作点逐步到达初始稳态工作点逐步到达初始稳态工作点逐步到达初始稳态工作点,从而降低浪涌电压和电流。从而降低浪涌电压和电流。从而降低浪涌电压和电流。从而降低浪涌电压和电流。n n内置热关断和限流功能内置热关断和限流功能内置热关断和限流功能内置热关断和限流功能,超过超过超过超过150150的情况下保护芯片。的情况下保护芯片。的情况下保护芯片。的情况下保护芯片。n n有使能控制输入端有使能控制输入端有使能控制输入端有使能控制输入端,可使稳压器休眠至静态电流为可使稳压器休眠
43、至静态电流为可使稳压器休眠至静态电流为可使稳压器休眠至静态电流为2525 A A的待的待的待的待机状态。机状态。机状态。机状态。2023/1/615单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.3.1降压型降压型DC/DC电源电路电源电路LM22676LM22676的内部结构如图所示。的内部结构如图所示。的内部结构如图所示。的内部结构如图所示。2023/1/616单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.3.1降压型降压型DC/DC电源电路电源电路LM22676LM22676采用采用采用采用PSOP-8PSOP-8或或或或TO-263TO-263
44、封装，如图所示。封装，如图所示。封装，如图所示。封装，如图所示。LM22676LM22676各引脚功能为：各引脚功能为：各引脚功能为：各引脚功能为：n nBOOTBOOT：提供高压侧：提供高压侧：提供高压侧：提供高压侧NFETNFET的触发电压。的触发电压。的触发电压。的触发电压。n nNCNC：未连接。：未连接。：未连接。：未连接。n nFBFB：将输出反馈到内部电压误差放大器。：将输出反馈到内部电压误差放大器。：将输出反馈到内部电压误差放大器。：将输出反馈到内部电压误差放大器。n nENEN：使能控制，低电平时，稳压器关闭。：使能控制，低电平时，稳压器关闭。：使能控制，低电平时，稳压器关闭
45、。：使能控制，低电平时，稳压器关闭。n nGNDGND：接地。：接地。：接地。：接地。n nVINVIN：输入电源电压。：输入电源电压。：输入电源电压。：输入电源电压。n nSWSW：开关输出引脚。：开关输出引脚。：开关输出引脚。：开关输出引脚。2023/1/617单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.3.1降压型降压型DC/DC电源电路电源电路采用采用采用采用LM22676-ADJLM22676-ADJ设计的降压变换的电源原理图如图所示。设计的降压变换的电源原理图如图所示。设计的降压变换的电源原理图如图所示。设计的降压变换的电源原理图如图所示。2023/1/61
46、8单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.3.2升压型升压型DC/DC电源电路电源电路n n一些便携的单片机系统采用电池供电一些便携的单片机系统采用电池供电一些便携的单片机系统采用电池供电一些便携的单片机系统采用电池供电,在系统内部需要高电压时在系统内部需要高电压时在系统内部需要高电压时在系统内部需要高电压时,可以采用可以采用可以采用可以采用DC/DCDC/DC变换器进行升压变换器进行升压变换器进行升压变换器进行升压,满足系统的要求。满足系统的要求。满足系统的要求。满足系统的要求。n n例如例如例如例如,有一单片机系统输入电压范围为直流有一单片机系统输入电压范围为直
47、流有一单片机系统输入电压范围为直流有一单片机系统输入电压范围为直流33.6V,33.6V,内部某单元电内部某单元电内部某单元电内部某单元电路需要路需要路需要路需要12V12V电压电压电压电压,电流最大为电流最大为电流最大为电流最大为0.2A0.2A。可采用升压型。可采用升压型。可采用升压型。可采用升压型DC/DCDC/DC电源芯电源芯电源芯电源芯片片片片LM2735XLM2735X来实现。来实现。来实现。来实现。n nLM2735LM2735是单片集成升压型是单片集成升压型是单片集成升压型是单片集成升压型DC/DCDC/DC变换器变换器变换器变换器,输入电压范围为输入电压范围为输入电压范围为输
48、入电压范围为2.72.75.5V,5.5V,输出电压范围为输出电压范围为输出电压范围为输出电压范围为324V,324V,低端开关电流能力最大为低端开关电流能力最大为低端开关电流能力最大为低端开关电流能力最大为2.1A2.1A。外。外。外。外部元件少部元件少部元件少部元件少,效率可达效率可达效率可达效率可达90%90%以上。开关时钟频率有两种以上。开关时钟频率有两种以上。开关时钟频率有两种以上。开关时钟频率有两种,分别为分别为分别为分别为520520kHz(LM2735X)kHz(LM2735X)和和和和1.6MHz(LM2735Y),1.6MHz(LM2735Y),由内置振荡器提供。采用由内置
49、振荡器提供。采用由内置振荡器提供。采用由内置振荡器提供。采用电流模式控制电流模式控制电流模式控制电流模式控制,内部具有补偿功能、热关断功能和软启动功能内部具有补偿功能、热关断功能和软启动功能内部具有补偿功能、热关断功能和软启动功能内部具有补偿功能、热关断功能和软启动功能,关关关关断模式下静态电流消耗为断模式下静态电流消耗为断模式下静态电流消耗为断模式下静态电流消耗为80nA80nA。它广泛应用于便携设备和。它广泛应用于便携设备和。它广泛应用于便携设备和。它广泛应用于便携设备和USBUSB供电设备。供电设备。供电设备。供电设备。2023/1/619单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业
50、出版社返回目录12.3.2升压型升压型DC/DC电源电路电源电路LM2735LM2735内部结构如图所示。内部结构如图所示。内部结构如图所示。内部结构如图所示。2023/1/620单片机原理与接口技术(第2版).李晓林.电子工业出版社返回目录12.3.2升压型升压型DC/DC电源电路电源电路LM2735LM2735的的的的SOT23SOT23封装如图所示。封装如图所示。封装如图所示。封装如图所示。各引脚的功能为：各引脚的功能为：各引脚的功能为：各引脚的功能为：n nSWSW：内部功率开关输出引脚。：内部功率开关输出引脚。：内部功率开关输出引脚。：内部功率开关输出引脚。n nFBFB：反馈输入引