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9V转5V时,三端稳压器,LDO,DC/DC有什么区别?

 zhenxing2000 2020-12-02

题目想把9V转换为5V,输出电流控制在1A范围内,不管用三端稳压器,还是用LDO,可选择的芯片非常多,如三端稳压器7805,LDO类AMS1117-5,以及DC/DC类LM2596等。这类芯片各有利弊。

1 使用7805来实现

7805是应用广泛的三端稳压器,具有三个引脚,外设电路简单,只需要几个滤波电容就可以实现降压转换,最大输入电压为35V,输出电流最大可以达到1.5A,输出纹波非常小,满足题目的要求。所设计的降压转换电路如下图所示。

但是7805有一个致命的缺点,就是转换效率特别低,在较大电流输出时发热严重,需要安装散热片来实现散热,这无疑增加了成本、增大了电路板体积。

2 使用AMS1117系列

这类芯片在单片机电源电路中应用非常广泛,输出纹波非常小,波形平滑。该芯片具有固定输出版本,如3.3V,5V等,和可调版本输出,只需要通过外接两个电阻就可以实现输出电压的调节。本文介绍5V输出版本,所设计的电路原理如下图所示。

输入电压最大可达16V,输出电流最大为1安培,常用的封装具有SOT223以及SOT89。题目的输入为9V,输出为5V,具有4V的压差,如果负载电流较大的话发热也是非常严重的,在PCBLayout时,需要加大散热铜箔,提高散热效率。

3 使用DC/DC类XL2596来实现

这类芯片是通过MOS管的频繁通断来实现降压的,其优点时输入电压范围比较宽、输出电流比较大,但是因为具有开关频率,所以输出波形具有一定的纹波。使用XL2596所设计的电路原理如下图所示。

XL2596的输入电压最大可达40V,输出具有固定版本如12V,5V等,和可调版本,通过两个外接电阻即可实现输出电压的调节,输出电流最大可达3A,而且转换效率非常高,题目要求输出电流1A以内,本方案不用安装散热片。DC/DC类一般不直接给单片机供电,而是再通过LDO降压后给单片机供电,这样可以解决纹波的问题。

4 这三类解决方案的比较

三端稳压器7805,电路简单,输出纹波低,但是转换效率非常低,需要安装散热片,增加了散热片的成本和PCB空间;而AMS1117类,继承了三端稳压器的优点,但是输入电压的范围相对较窄,但是输出纹波低,多用在单片机供电电路中。DC/DC类,输入范围宽,输入电流大,具有较高的转换效率,但是存在开关频率,所以输出具有一定的纹波,一般和LDO配合使用。


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