輸出3.3V的方法有使用LM317或者LM1117三端穩壓器直接輸出,還有一種說法是使用1N4728穩壓二極管,那兩種方式有什么區別嗎?
另外,需要將5V轉換成3.3V,有什么合適的方法?
三端穩壓器和穩壓二極管的區別
三端穩壓器:
三端穩壓器,主要有兩種,一種輸出電壓是固定的,稱為固定輸出三端穩壓器,另一種輸出電壓是可調的,稱為可調輸出三端穩壓器,其基本原理相同,均采用串聯型穩壓電路。在線性集成穩壓器中,由于三端穩壓器只有三個引出端子,具有外接元件少,使用方便,性能穩定,價格低廉等優點,因而得到廣泛應用。
穩壓二極管:
穩壓二極管,英文名稱Zener diode,又叫齊納二極管。利用pn結反向擊穿狀態,其電流可在很大范圍內變化而電壓基本不變的現象,制成的起穩壓作用的二極管。此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上,反向電阻降低到一個很小的數值,在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恒定,穩壓二極管是根據擊穿電壓來分檔的,因為這種特性,穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。穩壓二極管可以串聯起來以便在較高的電壓上使用,通過串聯就可獲得更高的穩定電壓。
三端穩壓器性能優于穩壓二極管,三端穩壓器是集成芯片,內部有放大、補償、反饋環節,穩壓性能優秀。穩壓二極管在需要小電流穩壓器的情況下可構成并聯穩壓器,但穩壓效果不是很好,只是能用,輸出電流稍大就那個限流電阻的價格都超過穩壓芯片。
三端穩壓電路是集成電路 穩壓的紋波系數還可以 二極管受輸入電壓的影響比較大 輸出波動也大 lm系列使用比較方便 也可以用tl431系列的
5v轉3.3v電路設計圖:
穩壓電路之5V到3.3V的幾種電源方案
一般電流要求的電源可以用簡單的線性穩壓器。較高電流要求需要開關穩壓器方案。成本敏感的應用需要簡單的分立二極管穩壓器。三種電源方案的比較見表1。
采用LDO的5V到3.3V電源
標準3端線性穩壓器壓降通常為2.0~3.0V。5V到3.3V變換排除采用這種3端線性穩壓器。低壓降(LDO)穩壓器的壓降為幾百毫伏,所以適合于此應用。圖1示出基本的LDO系統。LDO由4個主要元件組成:
·通路晶體管;
·帶隙參考;
·運放;
·反饋電阻分壓器。
在選擇LDO時,重要的是要了解LDO間的差別。器件靜態電流、封裝尺寸和類型是器件的重要參量。針對專門應用評估每個參量會獲得最佳設計。
LDO的靜態電流IQ是器件無載工作時的地電流IGND。IGND是LDO用來執行穩壓工作的電流。LDO的效率當IOUT》》IQ時可近似于輸出電壓與輸入電壓之比。然而,在輕載時,計算效率必須考慮IQ。具有較低IQ時LDO有較高的輕載效率。輕載效率的增大對LDO性能有負面影響。具有較高靜態電流的LDO能快速響應瞬時線路和負載變化。
采用齊納二極管的低成本電源方案
用1個齊納二極管和1個電阻器可以構成一個簡單的低成本3.3V穩壓器。在很多應用中,此電路是替代LDO穩壓器的一種經濟方案。然而,這種穩壓器比LDO更敏感于負載。另外,它的效率較低,功率總是消耗在電阻R和二極管D上。R限制到二極管和MCU的電流,因而MCU的VDD保持在可允許的范圍內。因為跨接在齊納二極管上的反向電壓隨流經的電流變化而變化,所以要仔細地考慮R值。在最大負載(MCU正在運行)時R的值必須使跨接在R上的壓降足夠低以使MCU有足夠電壓來工作;在最小負載(MCU處于復位狀態)時R的值必須使VDD不超過齊納二極管的電源額定值或MCU的VDD最大值。
采用三個整流二極管的低成本電源
也可以用三個正向串聯開關二極管降壓為MCU供電(圖2)。這比齊納二極管穩壓器更經濟。這種電路吸入的電流比用齊納二極管要小。根據所選二極管正向壓降是流經二極管電流的函數。電阻R1保持MCU的VDD電壓不超過最小負載(當MCU處于復位或休眠狀態時)時的最大VDD。所選二極管D1-D3必須在最大負載(MCU處于運行狀態)時跨接在D1-D3上的壓降足夠小,以滿足MCU最小VDD要求。
采用開關穩壓器的電源方案
圖3所示降壓開關穩壓器是一種電感器基變換器,用于降壓輸入電壓源到較低的輸出電壓。控制MOSFET Q1的導通時間可實現輸出調整。由于MOSFET是處于低或高電阻狀態(分別為ON或OFF),所以高的源電源可以非常有效地變換到較低的輸出電壓。
在Q1兩個狀態(ON和OFF)期間平衡電感器的電壓一時間可以建立輸入和輸出之間的關系:
(VS-VO)×ton=VO×(T-ton)
其中T=ton/Duty-Cycle
MOSFET Q1占空比為:
Duty-CycleQ1=VO/VS
電感器值的選擇原則是:所選其數值使在電感器中所產生的最大峰一峰值紋波電流等于最大負載電流的10%:
V=L×(di/dt)
L=(VS-VO)×(ton/IO×0.10)
選擇輸出電容器值的原則是:置LC濾波器特性阻抗等于負載阻抗。這使得工作在滿載和負載突然去除時所產生的電壓過沖在可接受的范圍內。
ZO=L/C
C=L/R2=(IO2×L)VO2
D1二極管選擇原則是:所選器件有足夠的電流額定值來處理脈沖周期放電期間的電感電流。