LDO和開(kāi)關(guān)電源在實(shí)際電路中的使用

本文主要是了解LDO和開(kāi)關(guān)電源在實(shí)際電路中的使用，后續(xù)具體細(xì)節(jié)慢慢在添加和修正。

電路電源分類

在電路中，電源是保證電路穩(wěn)定運(yùn)行的最為重要的部分之一，只有保證電源輸出的好壞，才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所以這次先講解電路中電源的部分

LDO電源類

LDO（線性穩(wěn)壓電源）是在電路中較為常用的電源，在工作中，我們會(huì)常常碰到各種電壓不同的情況，下面我們舉一個(gè)簡(jiǎn)答的例子：

以STM32和51單片機(jī)為例，51單片機(jī)的供電是5V供電，而STM32的供電則是3.3V供電，假設(shè)你使用的是普通的手機(jī)充電器，即5V輸出的充電頭，這樣可以直接給51單片機(jī)供電，那么如果你需要給STM32單片機(jī)供電，此時(shí)可以則需要將外部的電壓給降壓至3.3V，否則芯片直接燒壞，芯片無(wú)法正常工作。

在這種情況下，我們需要將電路中的電壓降至我們所需要的電壓，則可以選擇LDO芯片，常用的芯片就是經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)的AMS1117-3.3芯片。原理圖如下所示：

線性穩(wěn)壓電路

通過(guò) 這個(gè)芯片可以將5V的電壓轉(zhuǎn)換成輸出3.3V的電壓，那么這樣就可以給STM32進(jìn)行，這就是我們常說(shuō)的線性穩(wěn)壓電路。

開(kāi)關(guān)電源類

LDO電源在日常的電路中經(jīng)常會(huì)使用到，那么你經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)，在假設(shè)你現(xiàn)有輸入電壓是12V或者24V，而你需要的則是3.3V的電壓，那么是否可以使用呢？

答案是可以的，只要你輸入的電壓在輸入的范圍內(nèi)，那么就可以直接使用該芯片得到你所需要的電壓，但是我們一般情況下不會(huì)這么做，對(duì)于線性穩(wěn)壓芯片來(lái)說(shuō)，當(dāng)你輸入的電壓和你輸出的電壓相差過(guò)大時(shí)，那么電源的效率就會(huì)有非常大的影響。

你輸出的電流和你輸入的電流的是一樣的，（假設(shè)你輸出電流是0.5A，同樣的你的輸入電流也是0.5A），那么這樣的話你會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際有用的功率是1.65W（假設(shè)輸入12V，輸出3.3V），則輸入的功率需要6W，那么實(shí)際電源的效率則只有%25左右，其他的功率則以熱能的形式耗散了。電源利用率會(huì)特別的低。此時(shí)則需要考慮開(kāi)關(guān)電源。

開(kāi)關(guān)電源最為重要的就是電源利用率高，下面將介紹幾種常用的開(kāi)關(guān)電源分類：

AC-DC電源

AC-DC電源：常見(jiàn)的是手機(jī)的充電器，他是將生活用電中的220V交流電轉(zhuǎn)換成5V直流電，也就是我們所說(shuō)的AC-DC電源，絕大部分的效率在%60–%90之間。

AC-AC電源

AC-AC電源：這是交流轉(zhuǎn)交流電源，對(duì)于這類芯片筆者接觸較為少見(jiàn)，個(gè)人見(jiàn)解有點(diǎn)類似與變壓器的性質(zhì)，它只改變電壓，但是不改變交流信號(hào)中的頻率。

DC-DC電源

DC-DC電源在實(shí)際的電路中較為常見(jiàn)，回到LDO中的電源穩(wěn)壓的問(wèn)題，假設(shè)你現(xiàn)在只有12V電源，現(xiàn)在你需要的3.3V的電源信號(hào)，那么你可以用線性穩(wěn)壓解決該問(wèn)題，但是我們上述討論了，在輸入輸出壓差較大的情況下，效率較低。那么此時(shí)你可以考慮使用DC-DC電源，他可以將電壓12V轉(zhuǎn)換為3.3V的輸出，同時(shí)效率可達(dá)%70-%90，電源的利用率會(huì)特別高。下面我自己使用的一個(gè)DC-DC芯片（TPS62140）的電路來(lái)分析：

DC-DC電路

圖中我們可以看到，這是一個(gè)將12V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓的電路，這樣得到的輸出結(jié)果就是，我們得到的輸出效率會(huì)比較高（這個(gè)芯片效率在%92左右），對(duì)于便攜式設(shè)備來(lái)說(shuō)是特別方便的。

另外，LDO方式是無(wú)法滿足你的升壓需求的，線性穩(wěn)壓芯片只能將電路中的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓（5V–3.3V），是滿足不了3.3V–5V的電壓變化的。假設(shè)你現(xiàn)在手上有一個(gè)4.2V的鋰電池，你現(xiàn)在需要一個(gè)5V的電壓供電，那么可以考慮使用DC-DC解決。

因?yàn)镈C-DC不僅可以降壓，也可以升壓，下面我們?cè)偈褂靡粋€(gè)DC-DC芯片（TP8350）來(lái)分析：

DC-DC升壓電路

這是一個(gè)將鋰電池通過(guò)一個(gè)DC-DC的芯片將電壓升壓至5V，這樣就可以保證外部設(shè)備的正常供電。

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