AD(Altium Designer)電源類電路設計

電路電源分類

       在電路中，電源是保證電路穩定運行的最爲重要的部分之一，只有保證電源輸出的好壞，才能保證系統的正常運行，所以這次先講解電路中電源的部分

LDO電源類

    LDO(線性穩壓電源)是在電路中較爲常用的電源，在工作中，我們會常常碰到各種電壓不同的情況，下面我們舉一個簡答的例子：
    以STM32和51單片機爲例，51單片機的供電是5V供電，而STM32的供電則是3.3V供電，假設你使用的是普通的手機充電器，即5V輸出的充電頭，這樣可以直接給51單片機供電，那麼如果你需要給STM32單片機供電，此時可以則需要將外部的電壓給降壓至3.3V，否則芯片直接燒壞，芯片無法正常工作。
   在這種情況下，我們需要將電路中的電壓降至我們所需要的電壓，則可以選擇LDO芯片，常用的芯片就是經常聽說的AMS1117-3.3芯片。原理圖如下所示：

                                                                                                   線性穩壓電路
    通過 這個芯片可以將5V的電壓轉換成輸出3.3V的電壓，那麼這樣就可以給STM32進行，這就是我們常說的線性穩壓電路。

開關電源類

   LDO電源在日常的電路中經常會使用到，那麼你經常會發現，在假設你現有輸入電壓是12V或者24V，而你需要的則是3.3V的電壓，那麼是否可以使用呢？
    答案是可以的，只要你輸入的電壓在輸入的範圍內，那麼就可以直接使用該芯片得到你所需要的電壓，但是我們一般情況下不會這麼做，對於線性穩壓芯片來說，當你輸入的電壓和你輸出的電壓相差過大時，那麼電源的效率就會有非常大的影響。
    你輸出的電流和你輸入的電流的是一樣的，（假設你輸出電流是0.5A，同樣的你的輸入電流也是0.5A）,那麼這樣的話你會發現實際有用的功率是1.65W（假設輸入12V,輸出3.3V）,則輸入的功率需要6W,那麼實際電源的效率則只有%25左右，其他的功率則以熱能的形式耗散了。電源利用率會特別的低。此時則需要考慮開關電源。
    開關電源最爲重要的就是電源利用率高，下面將介紹幾種常用的開關電源分類：

AC-DC電源

    AC-DC電源：常見的是手機的充電器，他是將生活用電中的220V交流電轉換成5V直流電，也就是我們所說的AC-DC電源，絕大部分的效率在%60–%90之間。

AC-AC電源

    AC-AC電源：這是交流轉交流電源，對於這類芯片筆者接觸較爲少見，個人見解有點類似與變壓器的性質，它只改變電壓，但是不改變交流信號中的頻率。

DC-DC電源

    DC-DC電源在實際的電路中較爲常見，回到LDO中的電源穩壓的問題，假設你現在只有12V電源，現在你需要的3.3V的電源信號，那麼你可以用線性穩壓解決該問題，但是我們上述討論了，在輸入輸出壓差較大的情況下，效率較低。那麼此時你可以考慮使用DC-DC電源，他可以將電壓12V轉換爲3.3V的輸出，同時效率可達%70-%90，電源的利用率會特別高。下面我自己使用的一個DC-DC芯片(TPS62140)的電路來分析：
                                                                                                      DC-DC電路
    圖中我們可以看到，這是一個將12V電壓轉換爲5V電壓的電路，這樣得到的輸出結果就是，我們得到的輸出效率會比較高（這個芯片效率在%92左右），對於便攜式設備來說是特別方便的。
    另外，LDO方式是無法滿足你的升壓需求的，線性穩壓芯片只能將電路中的高電壓轉換成低電壓（5V–3.3V)，是滿足不了3.3V–5V的電壓變化的。假設你現在手上有一個4.2V的鋰電池，你現在需要一個5V的電壓供電，那麼可以考慮使用DC-DC解決。
    因爲DC-DC不僅可以降壓，也可以升壓，下面我們再使用一個DC-DC芯片（TP8350）來分析：
                                                                                                    DC-DC升壓電路
   這是一個將鋰電池通過一個DC-DC的芯片將電壓升壓至5V,這樣就可以保證外部設備的正常供電。

DC-AC電源

  DC-AC這個好像再實際中沒有用遇見過，有知道朋友可以留言告訴我（芯片好像都沒見過）

總結

  本次主要是瞭解LDO和開關電源在實際電路中的使用，後續具體細節慢慢在添加和修正。