【XDLab每日一题】（5.5--5.9）

时间：2014.05.05
问题: 电子电路系统的供电部分需要考虑哪些指标及注意事
项？
解答：
注意：凡直流低压供电的电子电路系统，切记不要使用 220V 交流市电直接供电。如若系统需要市电供电（需经过整流、降压等电路进一步处理） ，请谨慎设计、焊接和调试电路，加强对于市电知识的了解，充分认识市电的危险。一定要在对市电具有充分的理论认识和电路常识的条件下，才能使用，
且要把市电部分绝缘处理（用绝缘胶带粘上或胶枪糊上），不要裸露出来。
（1）电压：
常用的电路系统有 12V、 9V、 5V、 3.3V、 -5V 直流电压供电。
（2）电流：
主要是通过计算电子系统各部分所耗费的最大电流总和来计算，先算耗电量较大的模块，耗电量较小的可以忽略不计，把最大允许输出电流略微选
大一点。需要考虑电流大小的，如：LCD、电机、LED、数码管、蜂鸣器、单片机等。一般的供电设备都会提供额定输出电流，由此可以适当选择供电方
法。
参考测量方法：可以通过电流表串入回路，直接读取；通过在电源供电的 GND 支路上串入一个小阻值大功率的采样电阻，将电流值转化为电压值来
通过 AD 模块或万用表读取。
（3）效率：
效率主要是考虑到电子系统对功耗的要求，是电源输出功率与输入功率的比值。这个比值越高，表示变化效率高，开关电源的体积越小，可靠性也
越高。目前开关电源的效率可达到 90%以上，线性稳压电源的效率略低一点。对于效率较低的电源部分，要考虑散热问题。参考测量方法：输入输出各串一个电流表，再用万用表测量输入输出电压。求出输入功率和输出功率。
（4）纹波：
纹波就是一个直流电压中的交流成分。直流电压本来应该是一个固定的值， 但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干
净，就会有剩余的交流成分，即便如此，就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。事实上，即便是最好的基准电压源器件，其输出电压也是有波纹
的。 要体验，可以用示波器来看，就会看到电压上下轻微波动，就像水纹一样，所以叫做纹波。一般使用交流毫伏表来测量纹波电压，因为交 流毫
伏表只对交流电压响应，并且灵敏度比较高，可测量很小的交流电压，而纹波往往是比较小的交流电压。如果没有交流毫伏表，也可使用示波器来测量。将示波器的输入设置为交流耦合，调整 Y 轴增益，使波形大小合适，读出电压值，可估算出纹波电压的大小。纹波电压会影响系统的工作，带来噪声。所以电源要有足够的滤波措施，以将纹波限制在一定的幅度以内。
（5）负载调整率：
负载调整率是输出负载电流变化一个单位里引起输出电压变化的百分率，表征了负载变化而稳压器维持输出在标称值上的能力，该值越小越好。
此指标是一个静态参数，在分析时不考虑电路中的职能元件。参考计算方法：输入电压为额定值，输出电流取最小值，记录最小负载量的输出电压 U1； 调节负载为 50%满载，记录对应的输出电压 U0；调节负载为满载，记录对应的输出电压 U2。负载调整率按以下公式计算：负载调整率={(U- U0)/U0}×100％（式中：U 为 U1 和 U2 中相对 U0 变化较大的值）。
（6）输出电阻:
输出电阻可以由负载调整率来计算出来，理想的电源，输出电阻为 0.定义为当输入电压和温度不变时，输出电流变化以及引起的输出电压变化相
对量之比： Ro=△Uo / △Io
（7）其他考虑因素：
是否需要使能端控制，过流保护，过压保护，输入欠压保护， 过热保护，绝缘电阻，绝缘电压，瞬间电流，响应时间等。