` 本帖最后由 松山归人 于 2021-6-30 10:47 编辑
电源是开发板能量的来源,一个稳定可靠的电源系统是开发板能够正常工作的先决条件。我们这个开发板电源系统相对来说比较复杂,主要是因为这个开发板上出现的电压种类比较多,而且个别器件对电压的精确度有非常高的要求。 关于各个模块对电压的要求,我这边做一个简要的说明。 首先开发板电源的输入是12V的DC输入;第二,像红外、FT4222HQ、数码管等器件,需要5V的工作电压;第三,W25Q128FVSG存储、温湿度传感器等器件,需要的工作电压是3V3;第四,单片机IO输出的电平是1.8V;第五,这个芯片引脚内部有不少接口的工作电压是0V8;第六,对于芯片的锁相环,需要输入的电压是0V9。从0V8和0V9这两个电压幅值就可以看出来,这个板子对电源电压幅值的精确度是比较高的。
下图是我们开发板上的电源模块,可以直观地看出这个开发板的电源模块还是相对复杂的。 下面我分别介绍一下各个电源模块的设计要点。
首先是12V的电源输入模块。
这个模块电路的设计要点,是D1这个二极管。这个二极管主要的作用其实是防止电源反接。当然这个二极管上的压降是越小越好。这个蓝色的LED主要是提供了人机交互的功能,当它发光的时候,可以提醒你已经上电了,你下面所有的操作都是带电操作。
上图是一个12V转5V的buck电路,输出是5V的直流电源。这个buck电路使用的是SY8113这款芯片实现的,关于这个片子详细的信息大家可以下载下来看一看。这个电路设计的要点,一个是电感的选择,一个是布局。电感的选择尽量是让电感工作在连续模式,电路布局的时候高频大电流的回路尽可能短,越短越好。这样干扰会越来越小,输出的电源也会更加平稳。这里高频电路有两个,一个是从电感到电容,然后再回到芯片内部地的大电流回路,绿色的那条;另外一个是那条红色的回路,输出电压的反馈回路,这条是信号回路。在电路布局的时候,两个电路按理说都是高频的,都应该最短。但是他们毕竟有冲突,芯片周边的空间就只有那么大,这个时候,我们只能优先考虑大电流的。
上图是5V转3V3的buck电路,主要的关注点和上面提到的差不多。只是这里我们把Buck芯片换成了SY8077。另外一个需要注意的是,电压反馈电阻的选择。SY8077 FB引脚上的电压0.6V,如何选择R29和R30是要注意的,在满足电压配比的前提下,尽量选择常用的电阻。还有一个要注意的是,这里的电阻要选择1%精度的。
3V3转1V8的电源,我们使用的是一个线性电源,使用的芯片是RT9065GE。这个地方不涉及到高频信号,布局上相对来说也相对简单,这里就不多说了。为什么这个地方,会使用线性电源,而不是BUCK电源呢,主要还是3V3到1V8的之间的压差比较小,相对来说功率损耗比较低。
上面两个电路是3V3产生0V8和0V9的电路,两个电路本质上没有太大区别,分压电路的选择上不太一样。其实这里不使用Buck电路也是可以的,毕竟单片机的功耗不是太大。相对难点还是分压电阻的选择这块,如何能够使用常用的电阻进行准确的电压配比。
关于开发板电源的简介,我们就先到这里。 往期回顾:
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