電子產(chǎn)品離不開電源電路，元器材需求的電壓/電流/紋波要求，板子上可能有多組不同的供電，選用什么樣的改換方法需求考慮到多種因素。首先咱們看一下幾種常用的外接供電方法：

　　1.外接溝通電 ： 比方我國國標(biāo)的220V AC，美國的110 AC，電子產(chǎn)品內(nèi)部需求AC變DC的電路(一般是獨(dú)立的改換電路板)變成產(chǎn)品中各個器材用的低壓，當(dāng)然也有外部的“變壓器”將220V按照必定的變比變成低壓的AC，比方9VAC，這種變壓器跟2中的“適配器”很像，但內(nèi)部只要變壓器，沒有整流、濾波、穩(wěn)壓的功能，這種設(shè)計主要是出于體系整體本錢的要求;

　　2.外接DC適配器：常用的是-48V、24V、12V、9V、5V等，一般是經(jīng)過一種被稱作“適配器(Adaptor)”的黑黑(現(xiàn)在各種顏色的都有了)的家伙，將AC轉(zhuǎn)變?yōu)镈C。技術(shù)的進(jìn)步可以經(jīng)過開關(guān)穩(wěn)壓的方法將比較寬規(guī)模的輸入溝通變成安穩(wěn)的直流，開關(guān)改換也比較簡略取得小的體積。比較常用的便是筆記本的電源改換器、手機(jī)充電器等，它們的輸出都是低壓直流。隨著USB端口的無處不在，USB不再只是數(shù)據(jù)的傳輸，更多的是用其端口進(jìn)行供電。現(xiàn)在家庭的插座上越來越多地將USB(5V直流)充電口作為了標(biāo)配。

　　3.電池供電： 各式各樣的電池和多個電池的組合，大都體系需求對電池充電，隨后讓電池供電，或者充放電一同進(jìn)行。

　　今日咱們評論的是電路板上經(jīng)過穩(wěn)壓電路為板上的各個器材發(fā)生需求的電壓，主要的穩(wěn)壓改換方法有兩種：

　　◦線性穩(wěn)壓 - Linear Regulator

　　◦開關(guān)穩(wěn)壓 - Switching Regulator 也叫SMPS(switching mode power supply)

　　線性穩(wěn)壓器最經(jīng)典的便是78xx系列，典型的封裝為TO-220，只要三個腿，只需求外接倆電容：輸入端電容和輸出端電容，盡管數(shù)據(jù)手冊中有推薦的電容值，比方Fairchild的LM78xx數(shù)據(jù)手冊要求輸入端0.33uF，輸出端0.1uF，不過在實(shí)踐的應(yīng)用中電容值的巨細(xì)沒啥關(guān)系，隨意弄倆上去就行，穩(wěn)壓反饋環(huán)路是十分安穩(wěn)的，輸入輸出的電容對其沒有什么影響，輸出的紋波也十分小。

　　從原理上看，可以把線性穩(wěn)壓器看成是一個可變的串行電阻，經(jīng)過改變其電阻值確保輸出端的電壓安穩(wěn)。核心的器材三極管作業(yè)于線性模式。

　　線性穩(wěn)壓器的作業(yè)原理

　　慣例線性穩(wěn)壓器的構(gòu)成

　　線性穩(wěn)壓器的長處：

　　•使用簡略 - 一般來講3個器材就能搞定;

　　•廉價 - 有幾十年歷史的器材，價格十分十分廉價;

　　•輸出端比較干凈 - 低噪聲、低紋波、作業(yè)于十分寬頻帶，沒有EMI的問題，在對噪聲靈敏的模擬電路、通信電路供電體系中，一般會選用線性穩(wěn)壓器來確保好的功能;

　　•響應(yīng)快速

　　當(dāng)然線性穩(wěn)壓器的缺點(diǎn)也很明顯：

　　•輸入電壓和輸出電壓之間必需求確保必定的壓差(慣例的穩(wěn)壓器一般在2V以上，LDO需求的比較低)才能正常穩(wěn)壓，要讓7805作業(yè)，其輸入端的電壓至少要到達(dá)7V才行;

　　•功率為輸出電壓/輸入電壓，當(dāng)輸入電壓與輸出電壓的差越大，則功率越低，而丟失的功率都以熱的方法經(jīng)過穩(wěn)壓器自身消耗掉了。比方12V輸入/5V輸出的場景，功率只要5/12 ～ 41.6%，而58%的能量都被無謂的消耗掉，且發(fā)出的熱量對板子上的其它器材的安穩(wěn)作業(yè)帶來要挾;

　　•只能用于降壓，無法用于升壓和反壓。

 

　　LDO：

　　LDO線性穩(wěn)壓器的構(gòu)成

　　LDO是線性穩(wěn)壓器的一種，只是輸入端和輸出端需求的壓差較小，在小電流的狀況下(比方150mA)壓差可以到低到50mV。想象一下用LDO發(fā)生3.3V的直流電壓，在電路150mA的狀況下，其輸入端只需求3.35V就可以正常作業(yè)，其功率可以高達(dá)98%，因而說線性穩(wěn)壓功率必定低這個結(jié)論是過錯的，不能生搬硬套道聽途說的結(jié)論。

　　另一個理解上的誤區(qū)便是覺得LDO會比慣例的線性穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)化功率高，假如輸入電壓和輸出電壓都是相同的狀況下，使用78xx的器材和使用LDO的器材，其功率沒有實(shí)質(zhì)的區(qū)別，反而因?yàn)長DO，流通到GND管腳的電流較大而功率略低一點(diǎn)。

　　LDO十分適合電池供電的場景，因?yàn)樵诤苄〉膲翰钕乱部梢哉�常作業(yè)，而慣例的線性穩(wěn)壓器適合于溝通供電的場景，可以經(jīng)過改變變壓器的變比得到78xx需求的輸入電壓的要求，且可以到達(dá)較高的功率要求，比方10A。

　　開關(guān)穩(wěn)壓電源：

　　開關(guān)穩(wěn)壓器主要由作業(yè)于開關(guān)狀況的三極管(或MOS管)+儲能的電感或電容構(gòu)成：

　　•作業(yè)于開關(guān)模式的三極管：On的時分對電感充電，充電滿足的時分開關(guān)封閉，電感線圈將能量以電流的方法往負(fù)載供電，輸出電容同電感一同確保電壓的安穩(wěn)。理論受騙三極管處于On的時分其沒有壓降，處于Off的時分沒有電流經(jīng)過，所以可以到達(dá)比較高的轉(zhuǎn)化功率。但實(shí)踐上其仍是有壓降和電流經(jīng)過的，而且還有其它器材上的損耗;

　　•電感：電流流入的時分經(jīng)過磁場存儲能量，它不喜愛電流的改變，會盡力堅持電流為常數(shù)而到達(dá)滑潤電流的作用;

　　•電容：可以看作為電壓濾波器，它不喜愛電壓的改變，用其存儲的能量來堅持電壓為常數(shù)。

　　開關(guān)穩(wěn)壓器的長處：

　　•功率比較高，相比照慣例的線性穩(wěn)壓器，一般來講其功率是比較高的，但也會有一些因?yàn)槠鞑牡姆抢硐牖瘞�來一些損耗，結(jié)合上面LDO的例子，在一個實(shí)踐的體系中開關(guān)穩(wěn)壓器功率是否必定高于LDO，需求根據(jù)實(shí)踐的電壓、電流狀況來剖析，選用;

　　•輸入電壓規(guī)模較寬 - 全球跑到任何當(dāng)?shù)囟寄苡玫墓P記本電源適配器、刮胡刀、手機(jī)充電器等等都是用開關(guān)穩(wěn)壓的方法完成的，線性穩(wěn)壓器在這種需求下力不從心;

　　•平等功率下，尤其是大功率，開關(guān)穩(wěn)壓器的體積可以做的較小，這得益于開關(guān)作業(yè)頻率的提高，有的高達(dá)幾MHz，器材體積可以變得很小。

　　開關(guān)穩(wěn)壓器的缺點(diǎn)：

　　•相對于三件套的線性穩(wěn)壓器，開關(guān)穩(wěn)壓器需求的元器材比較多，有的器材相對還比較大，比方線圈、電容;

　　•高頻的開關(guān)噪聲比較大，元器材的布局比較要害，完成體系需求的低噪聲是十分具有挑戰(zhàn)的;

　　•元器材的選用也十分要害，比方MOS管、儲能電感、滑潤電容等

　　開關(guān)穩(wěn)壓器也有不同的類型，根據(jù)輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系分：

　　•Buck型 - 降壓

　　•Boost型 - 升壓

　　•Buck+Boost - 既可以升壓也可以降壓

　　因?yàn)槠�幅，在此不做詳解，會在今后的文章中在做介紹。

　　電源是十分根底的器材，因而現(xiàn)在行業(yè)里做通用器材的大公司如TI、ADI、Linear Tech(現(xiàn)已被ADI收買)、On Semi、Fairchild(被On收買)、iWatt(被Dialog Semi收買)、Power Integration、Maxim(美信)等等都有相應(yīng)的產(chǎn)品，因?yàn)樵S多器材的功能相對于SoC來講簡略許多，國內(nèi)的許多創(chuàng)業(yè)公司也風(fēng)起云涌地來pin to pin兼容某些常用的器材，也便是從板子上拔下來TI或Linear的一顆器材，插上他們自己的器材，相同作業(yè)。

　　但必定要注意的是，即便是pin to pin兼容，也要看其目標(biāo)，國產(chǎn)的器材在功能方面仍是有必定的差異，比方十分常用的1117-3.3V，Linear的1117器材可以到達(dá)的功能，國產(chǎn)的器材就很難到達(dá)。

　　另外必定要注意不要從淘寶上購買這些器材，很簡略遇到冒牌的假貨、舊貨，某些功能不可的話，會讓你折騰一周到一個月的時刻。

　　這么多廠商的這么多器材挑起來會讓人眼暈，在選型的時分假如逐個廠商的網(wǎng)站上進(jìn)行比照挑選會消耗大量的時刻，不如到比較集中的當(dāng)?shù)�，比方全球著名的元器材分銷商Mouser的官網(wǎng)上根據(jù)類別和參數(shù)進(jìn)行快速檢索定位。不只可以大大節(jié)約選型的時刻，還可以確保你選中器材的貨源 - 假如Mouser上都沒有貨的器材，很大的可能你在其它當(dāng)?shù)匾埠茈y買到。