電路板供電系統(tǒng)應(yīng)該如何設(shè)計(jì)

　　我們?cè)谠O(shè)計(jì)嵌入式產(chǎn)品時(shí)，在了解需求后，首先要設(shè)計(jì)的就是產(chǎn)品的供電系統(tǒng)，不管是產(chǎn)品，還是芯片IC，供電都是必不可少的。設(shè)計(jì)電路板供電系統(tǒng)時(shí)，首先要考慮的就是各個(gè)模塊需要的供電電壓和電流，可以籠統(tǒng)的說(shuō)成需要多大的功率。電路板供電通常會(huì)用到兩種電，分別是強(qiáng)電和弱電。這里的弱電就是低于人體的安全電壓36V電壓的電，強(qiáng)電自然就是指高與36V的，但是平時(shí)我們說(shuō)的強(qiáng)電通常意味著就是220V交流電。對(duì)于強(qiáng)電我們可以直接從市電220V取得。對(duì)于弱電，我們可以購(gòu)買市場(chǎng)上相應(yīng)的電源適配器模塊，當(dāng)然也可以直接設(shè)計(jì)適配器。

　　筆記本電腦電源適配器

　　比如我們手機(jī)和筆記本電腦的供電就是先由外部一個(gè)電源適配器供電，然后產(chǎn)品內(nèi)部有各種電壓值的供電系統(tǒng)。所以設(shè)計(jì)嵌入式供電系統(tǒng)的思路就是，強(qiáng)電到單一弱電、單一弱電到各種弱電壓（比如，3V，5V），當(dāng)然也可以從強(qiáng)電到各種單一弱電壓。

　　對(duì)于電系統(tǒng)而言，供電系統(tǒng)是必須的，對(duì)嵌入式也一樣，嵌入式系統(tǒng)所要求的的電源比較低，一般為5V，3.3V，2.2V甚至1.8V。下面分情況介紹一下。

　　5V的嵌入式系統(tǒng)

　　對(duì)于51內(nèi)核的單片機(jī)而言，其供電是5V的，需要將輸入電源轉(zhuǎn)換為5V。常用的降壓芯片比較多，如常用的7805，LM2596，LM1117-5V等。7805的轉(zhuǎn)換效率較低，負(fù)載電流較大時(shí)需要加裝散熱片，LM2596價(jià)格稍微高一點(diǎn)，這里推薦LM1117-5V。LM117-5最大輸入電壓為5V，最大輸出電流為800mA。

　　3.3V的嵌入式系統(tǒng)

　　轉(zhuǎn)3.3V的芯片比較常用的是LM1117-3.3，該芯片同LM1117-5是同一個(gè)系列的，輸入最大為20V，輸出電流最大800mA。

　　對(duì)于2.2V或者1.8V的供電系統(tǒng)，也可以參考LM1117系列的芯片。

　　AD采樣電壓設(shè)計(jì)

　　再介紹一下AD采樣參考電壓的設(shè)計(jì)，AD在采樣時(shí)需要用到參考電壓，很多芯片的參考電壓和供電電壓引腳是連在一起共用的，對(duì)于較高端的單片機(jī)，其參考電壓引腳是分開(kāi)的，下面以TL431為例介紹一下。

　　上圖中所搭建的TL431的輸出電壓是可調(diào)的，通過(guò)改變R67和R66的電阻值可以輸出不同的電壓，參考電壓不超過(guò)供電電壓，而且不需要太大的輸出電流以上電路比較適用。

　　電源模塊是所有嵌入式系統(tǒng)中的極其重要的一個(gè)部分，也是系統(tǒng)工作是否正常運(yùn)行的基礎(chǔ)單元。目前常見(jiàn)的嵌入式系統(tǒng)，如果是民用產(chǎn)品還比較好弄，而對(duì)于特殊場(chǎng)合（例如需要單片機(jī)、晶振、包括電源模塊自己、貼片電容、貼片電阻等等），需要長(zhǎng)期工作在+165℃情況下，估計(jì)使用不到幾天就徹底報(bào)廢了。

　　一個(gè)好的嵌入式電源模塊不僅僅要求它具有較寬的輸入電壓能力，還要它對(duì)外部電壓有較大的輸出電流或負(fù)載能力，以確保當(dāng)外部供電電源出現(xiàn)較大的波動(dòng)與沖擊時(shí)不會(huì)破壞單片機(jī)系統(tǒng)的損壞。 一般嵌入式系統(tǒng)電路板供電系統(tǒng)，都首先采用電源適配器，將市電220V交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，在得到的直流電壓作為系統(tǒng)的實(shí)際輸入電壓。本人公司所使用的直流輸入電壓幅度比較大，要求DC120~250V之間連續(xù)可調(diào)，所以對(duì)電源適配器的要求都很高，而DC/DC直流電源模塊也隨之要求高。要想單片機(jī)正常工作與其他配套的執(zhí)行單元都有不同的電壓等級(jí)，±12V、9V、5V、3.3V、1.8V。