電源模塊的工作原理

電源調(diào)節(jié)電路可以在大多數(shù)電子產(chǎn)品中找到，但是當(dāng)涉及到項(xiàng)目時(shí)，它們可能不便于集成到主電路中。隨著許多項(xiàng)目現(xiàn)在轉(zhuǎn)向模塊，有意義的是“模塊化”電源電路，這是該電路的主要目標(biāo)。

該電路采用未經(jīng)調(diào)節(jié)的電源（如電池或變壓器），產(chǎn)生適合大多數(shù)應(yīng)用的不同電壓等級(jí); 5V，3.3V和1.8V。雖然5V在業(yè)余愛好領(lǐng)域非常普遍，但3.3V器件現(xiàn)在變得越來越普遍，一個(gè)典型的例子是OLED顯示器。但是，某些器件（如CPLD）現(xiàn)在需要1.8V電源，這意味著未來的項(xiàng)目可能需要多達(dá)四個(gè)不同的電壓電平！

即使CPLD現(xiàn)在也需要1.8V的核心

每個(gè)穩(wěn)壓器電路都包含以下功能：

反向保護(hù)二極管（D1）

初始平滑電容器

ESD保護(hù)二極管

反向電壓保護(hù)

輸出平滑

Pi濾波器

反向保護(hù)對(duì)于保護(hù)穩(wěn)壓器和連接到電路的任何器件都至關(guān)重要，因此使用D1即可實(shí)現(xiàn)此功能（僅需一個(gè)二極管來保護(hù)整個(gè)電路）。下一個(gè)功能是初始平滑，初始平滑的目的是確保穩(wěn)壓器的輸入電壓不會(huì)低于最小輸入電壓。許多穩(wěn)壓器不喜歡它們的輸出電壓高于輸入電壓，這種情況可能發(fā)生在靜電放電期間（ESD，例如靜電時(shí)用手指觸摸輸出）。因此，實(shí)現(xiàn)連接輸出和輸入的二極管，使得當(dāng)輸出電壓超過輸入電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通并鉗位輸出電壓（D3，D4，D5）。

保護(hù)穩(wěn)壓器從大電壓尖峰開始，它們還需要保護(hù)輸出端可能形成的負(fù)電壓。這可以通過連接在地和反向極性的功率輸出之間的二極管輕松完成。通常情況下，電壓輸出比地更正，因此二極管不導(dǎo)通，但如果輸出應(yīng)比地更負(fù)，則二極管將導(dǎo)通并將輸出鉗位至0V。

最后一塊每個(gè)調(diào)節(jié)器電路中的電路是一個(gè)pi濾波器，它由電容器和一個(gè)電感器串聯(lián)組成。電容器非常適合存儲(chǔ)電壓以在電壓驟降期間釋放，但電感器非常適合抵抗電流消耗的變化。雖然他們背后的科學(xué)將不會(huì)被解釋（對(duì)于一些非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)，請(qǐng)參見此處），pi濾波器非常適合過濾電力線中的AC波紋。這對(duì)于使用低電壓的電路（例如使用1.8V線路的微控制器）尤為重要，因?yàn)殡娫淳€上的噪聲會(huì)導(dǎo)致意外行為。

構(gòu)造

該電路可以使用許多不同的技術(shù)構(gòu)建，包括條形板，面包板，矩陣板和PCB，但是建議選擇的技術(shù)是永久性的。在這個(gè)項(xiàng)目中，我使用化學(xué)蝕刻和表面貼裝調(diào)節(jié)器而不是通孔調(diào)節(jié)器來構(gòu)建定制PCB，以節(jié)省空間。表面貼裝調(diào)節(jié)器焊接在PCB的下側(cè)，這就是為什么頂部沒有可見的調(diào)節(jié)器。