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设计的一款常见电压输出的PCB板

助工
2024-11-19 20:34:39     打赏

设计的目前,我在调试代码的时候经常使用到常见的电压,比如DC12V,DC5V,DC3.3V,基准电压,负电压等等,为了测试硬件方面,在工作之余,我设计一个电压的拓展板,方便自己工作时候,自己呢也是测试使用了一段时间,性能还算稳定,现在根大家分享一下。

整机的电路图如下:

在设计硬件设计的过程中,需要注意以下几点:image.png

3D效果如如下:

image.png

如框图所示:电源电路使用DC12对系统进行供电,使用XL4005芯片对供电电压进行降压至DC5V,分别为ATMS1117-3V3供电及其串口工业屏供电,以保证系统的显示稳定工作。

     同时DC12V为了保证运算放大器TLE2072稳定工作,这里使用LM317对供电电压进行降压至DC9V,而TL2072在工作的时候需要负电压供电,为了使电路供电不复杂,这里使用两个TP7660H的电荷泵芯片提供DC -9V,可以给TLE2072、AD620的稳定工作。同时为了使模拟的芯片的模拟部分供电与数字供电电压分开,以避免模、数之间的干扰,这里使用线性稳压器78M05为整个系统提供模拟电压5V,以保证ADS8341的稳定。

下面和大家简单介绍一下:这几种电源芯片在使用过程中的注意事项

XL4005芯片:这是一款降压芯片,输出的电流最大可以支持到5A,不过在使用过程中超过3A时候,就需要做好芯片的散热。

输出入电压范围在5V-32V的宽电压输入范围,可以满足多种供电场合使用,输出电压可以设置为0.8V-30V。

该芯片具有低纹波、线性调整率和负载调整率,可以为输出电压提供很好的稳定性和准确性。还具有多种保护功能,芯片的内部集成了过流保护,过热保护和短路保护等等,可以很好的保护负载电路。

在设计硬件设计的过程中,需要注意下输入电容和输出电容的选择,一般需要设计到470uf/50V,0.1uf/50V,这是为了防止瞬间的高电压损坏芯片,输出端电压只需要两个电阻调节就可以,可谓是非常方便,最重要的是注意芯片在工作时候的热量散失,防止在长时间的工作过程中,工作温度过高导致芯片的性能下降或者造成不可逆的损坏。不过这是降压的DCDC芯片,使用的时候需要格外注意。

LM317芯片:LM317是一种广泛、性能非常稳定的集成电路,相比XL4005芯片,该芯片输出电压在1.25V-37V,部分高压版本输电压高达45V或者60V,输出电流最大可以支持到1.5A,也可以满足数字电路或者模拟电路的功耗使用,该芯片的稳定性能也很好,输出电压很稳定,噪声水平低,纹波抑制比高,芯片在工作时候,可以提供高质量的DC直流电源,内部集成了温度过高、电流过高、短路保护的功能,防止外部负载出现故障时,损坏芯片。

在设计硬件设计的过程中,需要注意以下几点:第一:芯片在工作时,有一个最小稳定工作电流为1.5ma,当设计的外部负载时候工作电流小于该值时候,LM317可能会无法工作,所以在设计时候需要将负载工作电流超过器最小的工作电流。第二:同时DCDC芯片工作时候,都会产生热量,我们在设计的时候需要散热,可以增加散热片使其快速散热;第三:注意输入电压不超过芯片的最大输入电压,防止其不可逆损坏。

AD780介绍:AD780是一款高精度、低噪声的电压参考源芯片

高精度:AD780具有高精度和低噪声的特点,能够提供稳定的输出电压。其最大初始误差通常在±1mV以内(对于2.5V或3.0V输出),并且具有低温度漂移特性,最大漂移率一般为3ppm/°C。可编程输出:AD780的输出电压可编程为2.5V或3.0V,通过调整外部电阻或连接方式,可以灵活地设置所需的输出电压。宽输入范围:AD780的输入电压范围较宽,可以从4.0V至36V,这使其能够适应多种电源环境。低输出噪声:AD780的输出噪声极低,宽带谱噪声密度通常为100nV/√Hz,这有助于在精密测量和信号处理应用中减少噪声干扰。驱动能力强:AD780能够驱动任意大小的电容,并且可以提供高达10mA的源电流或吸电流,适用于各种高性能基准电压源应用。温度稳定性好:AD780的温度稳定性出色,能够在-40°C至+85°C的温度范围内保持稳定的输出电压。

在设计硬件设计的过程中,需要注意以下几点:供电电源:在使用AD780时,需要确保供电电源的电压和电流满足其规格要求,以避免损坏芯片或影响性能。连接方式:正确的连接方式对于确保AD780的稳定工作至关重要。应遵循数据手册中的建议进行连接,特别是注意接地和滤波等方面的要求。温度环境:AD780的工作温度范围有限,应在规定的温度范围内使用,以避免因温度过高或过低而影响性能。静电防护:在处理AD780等集成电路时,应注意静电防护,避免静电放电对芯片造成损害。

TP7660H芯片介绍:TP7660H是一款DC/DC电荷泵电压反转器专用集成电路

电压转换范围:TP7660H能够将输入范围为2.5V至11V的电压转换成相应的-2.5V至-11V的输出。高精度与高效率:该芯片的电压转换精度可达99.9%,电源转换效率高可达98%,确保了电压转换的准确性和高效性。

外围电路简单:TP7660H的外围电路非常简单,只需外接两只电容,无需电感,从而降低了损耗、面积及电磁干扰。无负载电流小:该芯片的无负载电流小,有助于降低功耗。驱动能力强:TP7660H的驱动能力强,能够满足多种应用需求。

在设计硬件设计的过程中,需要注意以下几点:输入电压范围:TP7660H的工作电压被要求在+2.5V至11V之间,因此在使用时,需要确保输入的电压在此范围内,否则芯片可能无法正常工作或受损。电容选择:外接电容的选择对电路的性能有一定影响,应根据具体的应用需求选择合适的电容值。

散热处理:虽然TP7660H的功耗较低,但在长时间高负载工作下,仍需要进行适当的散热处理,以确保芯片的稳定工作。静电防护:在处理集成电路时,应注意静电防护,避免静电放电对芯片造成损害。

AMST1117-3.3芯片介绍:AMST1117-3.3可能是指AMS1117-3.3,它是一款低压差线性稳压器(LDO)

输出电压固定:AMS1117-3.3的输出电压为3.3V,适用于需要稳定3.3V电压输出的电子设备。

低压差:在轻负载条件下,输出电压与输入电压之间的压差可以非常小,有助于降低功耗,特别是在电池供电的应用中。

高输出电流:其输出电流能力取决于封装类型和散热条件。在标准封装(如SOT-223或TO-252)中,最大输出电流通常在1A左右。然而,如果使用适当的散热措施,这个值可以更高。

低静态电流:在关闭状态下,AMS1117-3.3的静态电流非常低,有助于延长电池寿命。

良好的负载调节和线路调节:即使在负载或输入电压发生变化时,输出电压也能保持稳定。

保护功能:通常包括过热保护和短路保护,以防止损坏。

在设计硬件设计的过程中,需要注意以下几点:输入电压范围:确保输入电压在规定的范围内,以保证稳压器正常工作。通常,AMS1117-3.3的输入电压范围在4.75V至18V之间(具体范围可能因版本而异)。

输出电流需求:根据应用的电流需求选择合适的封装和散热措施。如果电流需求超过标准封装的最大输出电流,可能需要考虑使用更大封装的型号或并联多个稳压器。

封装类型:不同的封装类型可能有不同的最大输出电流和热性能。因此,在选择封装类型时,需要综合考虑电流需求、散热条件以及空间限制等因素。

散热设计:为了确保稳压器在高电流负载下稳定工作,可能需要设计适当的散热方案。例如,使用散热片、风扇等散热设备来提高散热效率。

外部组件:AMS1117-3.3可能需要外部组件,如输入和输出电容,以确保稳定和高效的操作。在选择电容时,需要注意电容的容量、耐压值以及频率响应等参数。





关键词: PCB设计、电路    

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