嵌入式系统的稳压电源说明

出处:网络整理 发布于:2020-03-16 14:07:47

  电源是所有嵌入式系统的重要方面。没有电力,任何事情都无法进行。根据应用程序的类型,可以使用几种电源选项。例如,如果系统不需要便携式,则可以使用交流适配器直接从墙上的电源供电。交流适配器价格便宜,可在任何电子产品商店轻松购买。它们用于为一堆电子设备供电,例如收音机,答录机,无线路由器等。它们还随手机一起提供充电器。它们将墙上插座中的高压AC转换为适合于运行设备的低压DC。它们通常提供+ 3.3V至+ 12V DC范围内的输出电压,并提供高达几安培的电流。

  嵌入式系统由许多不同的组件组成,可以在很宽的范围内工作。电源。但是某些组件,例如模数转换器(ADC),需要恒定的电压供应以提供准确的输出,因为它们需要参考电压才能将模拟信号转换为数字计数。为此目的使用一种称为电压调节器的设备。它的工作是将一定范围的输入直流电压转换为恒定的输出电压。此外,稳压器还可以最大程度地降低电源噪声,并为嵌入式系统提供某种保护,使其免受输入电压波动引起的任何可能的损害。最重要的是,在您的设计中始终包括一个稳压器。

  稳压器的类型

  1。线性稳压器:线性稳压器至少使用一个有源组件(例如晶体管),并且需要比输出更高的输入电压。它们体积小,价格便宜,易于实现,提供干净的输出电压且噪声低,因此非常受欢迎。但是,它们会产生大量废热(请注意,稳压器两端的输入电压和输出电压之差会下降),必须通过笨重的散热器才能消除这些废热。因此,就效率而言,它们并不是一个不错的选择,特别是对于电池供电的嵌入式系统而言。此外,它们只能降低电压,而不能升高输入电压。

  2。开关稳压器:与线性稳压器不同,开关稳压器可以升压(升压),降压(降压)或反转输入电压。开关稳压器通过将离散数据包中的能量从输入电压源传输到输出来工作。这是借助于电子开关(通常是MOSFET)和一个控制器来完成的,该控制器调节能量传输到输出的速率。他们使用电感器或电容器作为储能元件,以将能量从输入传递到输出。由于能量是按需提供的,因此它们消耗的功率更少,并且比线性稳压器效率更高。但是,它们的缺点是它们需要更多的组件(这使它们变得昂贵),占用更多的空间以及设计复杂的电路。这就是为什么它们在业余爱好者中不受欢迎的原因。此外,电路中的高开关频率比线性稳压器产生更多的噪声。

  LM78xx稳压器

  有数百种稳压器可用。最常用的是由Fairchild,Semelab和ST Microelectronics等多家公司生产的LM78xx系列线性稳压器。它们通常采用TO-220封装,并具有用于散热器的金属连接点。部件号指定输出电压。例如,LM7805提供5V稳压输出,而LM7809提供9V稳压输出。它们可以提供高达1 Amp的输出电流,并具有过载和短路保护功能。

  嵌入式系统的稳压电源说明

  下图显示了如何使用LM7805获得稳定的+5 V电源。去耦电容器(通常在1 uF至47 uF之间)用于过滤输入和输出电压,它们还有助于消除电源中的任何瞬时毛刺。 LM7805的输入DC电压是通过使用二极管桥式整流器对降压变压器的低压AC输出进行整流而获得的。


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