電子產品要工作就離不開電源，電源的設計在嵌入式行業、通信行業、工控行業都非常重要，可靠穩定的供電方案可以使產品工作更穩定、性能更好、工作壽命更長。

不同的硬件方案，對電源的要求不同，如單片機需要DC3.3V，而電機可能需要DC12V；不同的產品對電源的輸入要求不同，如小愛音箱是市電220V輸入，而工控板要求DC24V輸入等。需要根據不同的需求設計不同的電源處理電路，根據不同的供電對象設計不同等級的電源電路。今天和大家分享一下幾種典型的電源設計方案。

1-電源板

1.直流低電壓降壓電路設計(LDO)

這里所指的低電壓是指DC18V以下的電壓，這一部分的電路設計是硬件工程師在工作當中碰到最多的情況，但也是芯片級的解決方案最多的情況。嵌入式控制板的核心器件是單片機、ARM、FPGA等芯片，常用的電壓有DC5V、DC3.3V、DC2.5V、DC1.8V、DC1.2V等。這種情況下對輸出電流要求不是很高所以LDO芯片用的比較多，熟悉51單片機的朋友都知道，51單片機用DC5V來供電，輸出DC5V的LDO芯片如7805、ASM117、LM2940、TPS709等。

2-LM2940典型電路圖

上圖是LM2940的典型電路圖，這種LDO芯片所需要的外設器件比較少，只需要在輸入和輸出加幾個濾波電容即可穩定工作，省元器件、省空間、使用方便，唯一的不足之處就是轉化效率太低，發熱嚴重。上圖的LM2940電路，只加了四個電容即可穩定的輸出DC5V。

2.直流中高壓降壓電路設計(DC/DC)

這里所指的中高壓一般是指DC24V以上的情況，DC24V已經超過了大多數LDO降壓芯片的輸入電壓范圍，不再適用。幸運的是有很多DC/DC類芯片可以用。這類電源芯片和LDO相比，其優點就是輸入范圍寬、轉換效率高，其缺點是所需外設元器件較多。常用的DC/DC類芯片有LM2596、LM2576、MP1584等。

3-LM2596典型電路原理圖

上圖是LM2596的典型電路原理圖，從圖上可以看出比LDO類芯片多了電感、二極管還有電阻等器件。上圖是可調版本的原理圖，計算方法為:Vout=1.23×(1+R89/R88)，通過選擇不同的電阻即可輸出所需要的電壓。LM2596還帶有芯片使能端，即芯片的第5引腳Vout=1.23×(1+R89/R88)，，當第5引腳接GND時芯片工作，接高電平時芯片停止工作。

3.直流高壓降壓電路的設計

這里所指的高壓是指超過DC48V的情況，這種供電常用在以電池包供電的場合，如電動車行業、電動園林工具行業等。直流高壓也超過了DC/DC芯片的輸入范圍，所以DC/DC芯片也無法使用了，更寬輸入的電源芯片，如XL7025、XL7026、XL7045、XL7046等可滿足這類應用。

4-XL7045典型應用電路原理圖

上圖是XL7045的典型原理圖，其輸入范圍為DC(10-80)V，輸出可調，輸出最大電流為300mA，輸出電壓的計算公式為：Vout=1.25×(1+R2/R1)，通過調節電阻R2/R1的比值即可輸出不同的電壓，滿足用戶的不同需求。

其常用的外設元器件有電感、二極管和電阻等。其實就是DC/DC芯片，其工作原理為：內部的MOS開關以一定的頻率頻繁開斷。在MOS閉合時，電流流經電感和負載，電感儲能，二極管處于截止狀態。當MOS斷開時，電感所儲存的電量給負載供電，同時由于電感的反向電動勢使得二極管導通，由此電感、負載、二極管構成回路。電路就是在MOS管的頻繁開斷中工作的。

4.直流升壓電路的設計

所謂升壓電路就是指輸出電壓要高于輸入電壓，這類電路用在便攜設備上比較多，比較常用的升壓芯片有MT3608、XL6008、LM2577、XL6012等。

5-XL6008典型電源原理圖

上圖是XL6008的典型原理圖，輸入范圍為DC(3.6-32)V，輸出可調最大可達60V，最大可輸出3A的電流。輸出電壓的計算公式為：Vout=1.25×(1+R2/R1)，通過設置R2/R1的阻值即可實現輸出電壓的調節，使用簡單方便。

4.AC轉DC類電源電路

AC/DC類芯片在開關電源、小家電類產品應用比較多，這類芯片如UCC28880/1、LNK304，FSL336，NCP1207等，可以將交流轉化為直流，但是其輸出的電流不是很大。

6-LNK304典型應用原理圖

這類芯片常見的封裝為DIP-7或者SOP-7，輸入側也輸出測不隔離，搭建電路時所需要的外設元器件比較多，如電感、二極管、電容、電阻等。其輸出電流比較小，其后用DC/DC或者LDO芯片做降壓設計可基本滿足控制板的供電要求。

5.阻容降壓類電路設計

阻容降壓電路經常用在小家電中，如吹風機、魚缸加熱棒、電絡鐵等。其優點是電路結構簡單、成本低廉，缺點是輸出功率低、輸入和輸出間不隔離。

7-阻容降壓典型原理圖

上圖是典型的阻容降壓的電路原理圖，電容C5起到降壓作用，電流的虛部流過C5不會產生功耗，以0.33uF的電容為例，可以計算出電容的容抗值：

Xc=1/(2πfC)= 1/(2×3.14×50×0.33×10-6)= 9.65K，進而計算出流過電容的電流I= U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。所以阻容降壓只適合于小功率和小電流的負載。

以上就是在設計產品時常碰到的電源設計的幾種情況，和大家分享，希望能給大家在設計產品時帶來一點思路。