低成本隔离式 3.3V到5V DC-DC转换器的分立设计
3.3v 转5v三极管电平转换电路
【3.3V转5V电平转换电路】在现代电子产品中，我们常常会遇到不同电平之间的通信和连接问题。
在使用不同电压的设备进行通信时，就需要通过电平转换电路来确保信号的正常传输。
其中，3.3V和5V之间的电平转换是一个常见的问题。
为了解决这个问题，我们可以使用三极管电平转换电路来实现。
三极管是一种常用的电子元件，具有放大和开关功能。
在电平转换电路中，三极管起到了信号转换和匹配的作用。
下面，我将从浅入深地介绍3.3V转5V三极管电平转换电路的原理和实现方法。
1. 电平转换原理在进行电平转换时，我们需要将3.3V的信号转换为5V的信号，以适应不同设备之间的电平要求。
而三极管作为一种双向放大器，可以很好地满足这一需求。
通过控制三极管的基极电压，我们可以实现对输入信号的放大和匹配，从而实现3.3V到5V的电平转换。
2. 3.3V转5V三极管电平转换电路图接下来，我们可以通过以下电路图来实现3.3V转5V的电平转换：(这里应当插入电路图，或者描述电路连接方式)在这个电路中，我们使用了一个双极性三极管，例如2N2222。
当输入信号为3.3V时，通过控制基极电压，可以使输出信号达到5V；当输入信号为5V时，三极管处于饱和状态，输出信号同样为5V。
这样一来，我们就实现了从3.3V到5V的电平转换。
3. 实际应用和注意事项在实际应用中，我们需要注意一些电路参数的选择和匹配。
三极管的型号、输入输出电阻的匹配等都会影响到电路的性能和稳定性。
另外，对于高频信号和大电流信号的转换，也需要进一步优化电路设计。
4. 个人观点和总结3.3V转5V三极管电平转换电路是一种简单有效的电平转换方案。
通过合理设计电路参数和选择合适的元件，我们可以轻松实现不同电平之间信号的转换和匹配。
在实际应用中，我们需要根据具体情况进行电路设计和优化，以确保信号的稳定和可靠传输。
通过本文的介绍，希望能给大家带来一些关于3.3V转5V三极管电平转换电路的启发和帮助。
PW2205低功耗规格书,24V转5V,3.3V降压芯片5安
5A ，4.5V-30V 输入，同步降压调节器一般说明PW2205开发了一种高效率的同步降压DC -DC 转换器5A 输出电流。
PW2205在4.5V 到30V 的宽输入电压范围内工作集成主开关和同步开关，具有非常低的RDS （ON ）以最小化传导 损失。
PW2205采用瞬时脉宽调制（PWM ）结构，实现高阶跃降的快速瞬态响应轻载时的应用和高效率。
此外，它的工作频率是伪恒定的在连续导通模式下为500kHz ，以使电感器和电容器的尺寸最小特征⚫ 内部整流MOS 的低RDS （on ）（顶部/底部）：70/40 m Ω ⚫ 4.5V -30V 输入电压范围⚫ 瞬时PWM 架构实现快速瞬态响应 ⚫ 外部软启动限制涌入电流 ⚫ 恒频：500kHz at 重载⚫ 5A 连续，6A 峰值负载电流能力 ⚫ 1.5%0.6V 参考电压 ⚫ 输出过电流限制⚫ 输出短路保护当前折回 ⚫ 热关机和自动恢复⚫ 符合RoHS 标准且无卤素 ⚫包装：SOP8-EP应用⚫ 液晶电视⚫ 大功率AP 路由器 ⚫ 网络 ⚫ 机顶盒 ⚫ 笔记本 ⚫ 保管部典型应用电路 芯片 135代2845理8039 Mr 。
郑，技术FAE 支援Tss(ms)=Css(nF)*0.6(V)/10(uA)Vout=0.6*(1+R1/R2)，如：R1=100K, R2=22.1K ，VOUT=3引脚分配/说明压：布局设计：PW2205调节器的布置设计为相对简单。
为了获得最佳的效率和最小噪声问题，我们应该把IC的以下成分：CIN，C3 L1，R1和R2。
1.希望PCB铜最大化连接到GND引脚以实现最佳的热性能和噪音性能。
如果板空间允许，地平面高度令人满意。
2.CIN必须接近VIN和GND引脚。
这个CIN和GND形成的环路面积必须最小化。
3.与SW引脚相关联的PCB铜区必须最小化以避免潜在的噪音问题。
4.成分R1和R2，以及轨迹连接到FB引脚不得在PCB布局上靠近SW网络避免噪音问题。
低成本、高性能的新型PWM控制器
低成本、高性能的新型PWM控制器大多数电信电源系统采用一个 -48V总线分布电源。
-48V总线在保证设备安全的情况下能够使功耗保持在较低的水平。
但大多数电信子系统并不直接采用 -48V，而是要求隔离式DC/DC转换，从 -48V总线到子系统的工作电压。
很多厂商都提供采用标准引脚和机械封装的分立式DC/DC转换器模块，这是非常易于应用的解决方案，从而节约一些工程时间，缩短产品上市时间，但是电源模块会增加成本，每模块需额外增加的7至18美元。
电信制造商正在向新的方向发展，采用与分立元件组建的电路板贴装电源转换器。
通常每个电路板只需要一个隔离式DC/DC转换器。
整个系统内核电压可以从主隔离电源轨获得，这通常是3.3V、5V或12V。
相对于每电源轨采用电源模块的方法而言，由非隔离DC/DC转换器提供内核电压能够进一步节省成本。
新趋势要使电路板贴装电源转换器易于实施，就需要具有适当功能的控制电路。
有一种控制电路是电流模式 PWM 控制器—— LT1950。
LT1950电路可以被用在从几瓦到500瓦以上的隔离电源转换器中。
全部所需要的控制功能都集成在一个设备中，包括自适应最大占空比箝位、斜率补偿和前缘消隐。
编程是非常简单，使转换器解决方案能够轻松地被优化，以达到高性能、低成本和组件小型化。
例如可编程自适应最大占空比箝位在负载和线路瞬变情况下限制了变压器重置电压，这允许在以变压器为基础的设计中采用最小的变压器、MOSFET和输出整流器。
该特征使基于LT1950的前向转换器能够采用一种MOSFET利用率远远超冬过50% 占空比操作的单MOSFET架构。
这些设计可以代替电源模块，而且成本较低，效率和瞬态响应性能都十分优越。
器件描述LT1950是一款输入在3V至25V之间的PWM控制器。
该转换器采用电流模式架构，提供快速的瞬态响应能力和非常简单的频率补偿。
误差放大器正输入的 +2% 精确1.23V基准电压允许了输出电压的精确编程（如图1）。
RSOE(-Z) 低成本的隔离、调节和短路保护的 DC DC 转换器说明书
FeaturesDC/DC Co nverterSingle OutputRSOE(-Z)3Notes:Note3: suffix ”/H2“ standard isolation voltage 2kVDC/1 second Note4: without suffix 2:1 input voltage range with suffix ”Z“ 4:1 input voltage rangeOrdering Examples:RSOE-1205SZ/H2 12Vin 4:1 input voltage range 5Vout 2kVDC/1 second isolation RSOE-0505S/H25Vin 2:1 input voltage range 5Vout 2kVDC/1 second isolationUL62368-1 certifiedC22.2 No. 62368-1-14 certfied UL60950 certifiedC22.2 No. 60950-1-07 certified IEC/EN62368-1 certified EN55032/55024 compliant CB ReportREACHcompliantRoHS 2+compliant10 from 10E224736Specifications(measured @ Ta= 25°C, nominal Vin, full load unless otherwise specified)Specifications(measured @ Ta= 25°C, nominal Vin, full load unless otherwise specified)REGULATIONSParameter Condition Value Output Accuracy±2.0% max.Line Regulation low line to high line, fullload2:1 input4:1 input (suffix ”Z“)±0.2% max.±0.5% typ.Load Regulation0% to 100% load2:1 input4:1 input (suffix ”Z“)0.5% max.0.5% typ.Specifications (measured @ Ta= 25°C, nominal Vin, full load unless otherwise specified)PROTECTIONSParameterTypeValueShort Circuit Protection (SCP)below 100m Wcontinuous, auto recoveryIsolation Voltage (7)I/P to O/Ptested for 1 second2kVDC Isolation Resistance 1G W min.Isolation Capacitance100pF max.Insulation GradefunctionalRSOE-0505S/H2RSOE-2405S/H2D e v i a t i o n [%]102030405060708090100Output Load [%]2.01.50.5-0.51.00-1.0-2.0-1.52.01.00.5-0.51.50-1.0-1.5-2.0D e v i a t i o n [%]102030405060708090100Output Load [%] 2.01.50.5-0.51.00-1.0-2.0-1.5D e v i a t i o n [%]102030405060708090100Output Load [%]2.01.00.5-0.51.50-1.0-1.5-2.0D e v i a t i o n [%]102030405060708090100Output Load [%]Deviation vs. LoadRSOE-1205SZ/H2RSOE-2405SZ/H2Notes:Note7: For repeat Hi-Pot testing, reduce the time and/or the test voltageSpecifications (measured @ Ta= 25°C, nominal Vin, full load unless otherwise specified)ENVIRONMENTALParameterConditionValueOperating Temperature Range without derating (refer to “Derating Graph”)2:1 input 4:1 input (suffix ”Z“)-40°C to +80°C -40°C to +75°CMaximum Case Temperature +105°C Temperature Coefficient ±0.05%/K Operating Altitude 5000mOperating Humidity non-condensing5% - 95% RH max.Pollution Degree PD2Vibration MIL-STD-202G MTBFaccording to MIL-HDBK-217F, G.B.2:1 input +25°C +80°C 3073 x 103 hours 845 x 103 hours 4:1 input (suffix ”Z“)+25°C +75°C2800 x 103 hours 950 x 103 hours-40-20020407060-30-101030508090110100100806040907050302010O u t p u t L o a d [%]Ambient Temperature [°C]-40-20020407060-30-10103050809075110100100806040907050302010O u t p u t L o a d [%]Ambient Temperature [°C]Derating Graph(@ Chamber and natural convection 0.1m/s)SAFETY AND CERTIFICATIONSCertificate Type (Safety)Report / File NumberStandard Information Technology Equipment, General Requirements for Safety E224736-A48UL60950-1, 2nd Edition, 2014CSA C22.2 No. 60950-1-07, 2nd Ed. 2014Audio/Video, information and communication technology equipment -Safety requirementsUL62368-1, 2nd Edition, 2014CSA C22.2 Nr. 62368-1-14, 2nd Ed. 2014Audio/Video, information and communication technology equipment -Safety requirements (CB Scheme)L0339m37-CB-1-B1IEC/EN62368-1, 2nd Edition, 2014RoHS2RoHS 2011/65/EU + AM2015/863RSOE-xx05S/H2RSOE-xx05SZ/H2Specifications(measured @ Ta= 25°C, nominal Vin, full load unless otherwise specified)Specifications(measured @ Ta= 25°C, nominal Vin, full load unless otherwise specified)PACKAGING INFORMATIONPackaging Dimension (LxWxH)tube520.0 x 11.2 x 18.2mm Packaging Quantity22pcs Storage Temperature Range-55°C to +125°C Storage Humidity non-condensing5% - 95% RH max.The product information and specifications may be subject to changes even without prior written notice.The product has been designed for various applications; its suitability lies in the responsibility of each customer. The products are not authorized for use in safety-critical applications without RECOM’s explicit written consent. A safety-critical application is an application where a failure may reasonably be expected to endanger or cause。
低成本非隔离ACDC降压转换器电源方案
无变压器的低成本非隔离式AC/DC降压转换器方案【关键词摘要】非隔离AC/DC电源芯片XD308H BUCK电路无变压器220V转5V220V转12V220V转24V380V转5V380V转12V380V转24V【概述】非隔离AC-DC电源芯片降压电路，一般采用BUCK电路拓扑结构，常见于小家电控制板电源以及工业控制电源供电。
其典型电路规格包含5V/500mA、12V/500mA和24V/500mA等，满足六级能效要求。
可通过EFT、雷击、浪涌等可靠性测试，可通过3C、UL、CE等认证。
其特点是：电路简单、BOM成本低（外围元件数目极少：无需变压器、光耦）,电源体积小、无音频噪音、损耗小发热低。
1）220V转5V降压电路：输入12~380Vac，输出5V/500mA如图1所示的电路为一个典型的输出为5V/500mA的非隔离电源。
它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。
此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。
电源系统带有各种保护，包括过热保护（OTP）、VCC欠压闭锁（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）等。
电路特点：无噪音,发热低。
220V转5V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。
保险电阻RF1为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火及过热发光现象)。
压敏电阻RV1用于防雷保护，提高系统可靠性。
功率处理级由宽电压高效率电源芯片XD308H、续流二极管D2、输出电感L1及输出电容C3构成。
2）220V转12V降压电路：输入32~380Vac，输出12V/500mA如图2所示的电路为一个典型的输出为12V/500mA的非隔离电源。
隔离型DC DC变换器
N1 N3 N2
Ud i1
i3
S
D3
iL
uL
D2
C
R uo
图1-24 实际单端正激变换电路图
U1
U1tON
N1 N3
U t3 rst
Ud
Ud
复位时间：
trst
N3 N1
tON
最大占空比：
D tON 1 tON trst 1 N3 N1
5
图126 实际 正激变换器 的波形图
u1
Ud
O
N1 N3
过程：开关S关断后，变压器励磁电流通过Ｎ3绕组和Ｄ３流
回电源，并逐渐线性的下降为零。从S关断到Ｎ3绕组的电流下
降到零所需的时间trst由式
trst
N3 N1
tON
给出。S处于断态的时
间必须大于trst，以保证S下次开通前励磁电流能够降为零，使
变压器磁心可靠复位。
4
图1.25 磁芯复位原理
i2 D1
iL
O
t
Ud
t t t t 18 t
图1.27 单端正激改进型电路之二
S1 Ud
D3
D1
L
uL
N1
N2
D2
C
R uo
D4
S2
图1-27 双管单端正激变换器电路
返回
19
图1.2 单端反激基本电路
返回
20
图1.2 单端反激电路波形图
返回
21
io
图1-28 单端反激式变换器电路
N1: N2
i2
D
C
S
（b）
R Uo
8
1.3.2 单端反激变换器
工作原理：S导通时，由于变压器付边感应
3.3v转5v三极管电平转换电路
3.3v转5v三极管电平转换电路
3.3V转5V三极管电平转换电路可以通过以下步骤实现：
1.准备所需材料：3.3V电源、5V电源、三极管（如Q1和Q2）、电阻（如R1、R2、R3和R4）、二极管（如D1）和其他必要的元件，如电容等。
2.将
3.3V电源连接到电路中，作为输入电源。
3.将5V电源连接到电路中，作为目标电源。
4.将三极管Q1的基极连接到3.3V电源，集电极连接到5V电源，发射极输出信号。
5.将三极管Q2的基极连接到Q1的发射极，集电极连接到5V电源，发射极输出信号。
6.在Q1的发射极和Q2的基极之间连接一个适当的电阻R3，以控制电流的大小。
7.在Q2的发射极和5V电源之间连接一个适当的电阻R4，以控制电流的大小。
8.在Q1的集电极和Q2的集电极之间连接一个适当的电阻R2，以分压和保护三极管。
9.在Q1的集电极和5V电源之间连接一个适当的电阻R1，以分流和保护三极管。
10.根据需要，可以在电路中添加其他元件，如电容等以优化性能。
通过以上步骤，可以构建一个将3.3V电平转换为5V电平的三极
管电平转换电路。
请注意，在实际应用中，可能需要根据具体需求进行适当的调整和优化。
5V3.3V电平转换问题
5V3.3V电平转换问题5V 3.3V电平转换问题总结在5V和3.3V芯⽚与模块之间经常要使⽤到电平之间的转换，现总结如下。
1、问题来源常⽤电平类型包括5V-CMOS、5V-TTL、3.3V-LVCMOS、3.3V-LVTTL，这四种电平允许输⼊和输出的最⼤、最⼩⾼低电平阈值有所差异，因此，在连接时，有时需要进⾏相应的电平转换以使输⼊和输出之间的电平匹配。
如下表所列是常⽤的上述四种电平⾼低电平阈值，需要注意的是，不同的芯⽚⼚商在制造时，上述值有所差异，具体以芯⽚的数据⼿册为准，以下表格中数值参照Texas InstrumentO=OUTPUT，I=INPUT，VOH（min）表⽰：输出在此值~VCC之间，均为⾼电平，其他依次类似。
假如，有⼀个3.3V-LVTTL器件，输出的⾼电平，且⾼电平值为2.4V，送到⼀个5V-CMOS 器件，对5V-CMOS，仅3.5V以上才能识别为⾼电平，⽽2.4V电平属于⾼低中间未知的⼀个电平范围之内，因此，不能保证其能够被准确的识别为⾼电平，在这种情况下，需要进⾏电平转换。
同时，对于3.3V器件，由于其引脚⼤多数情况下⽆法耐受5V的电压，因此，也需要进⾏相应的电平转换。
2、5V器件——>3.3V器件这种情况⼤部分情况下是由于3.3V器件⽆法耐受5V电平，导致需要增加相应的转换电路。
在此部分中，5V器件统称为前级，3.3V器件统称为后级。
（1）电阻分压法：前级输出通过两个电阻（常取kΩ级别的）进⾏分压，分压后输出给后级。
操作较为简单，但需要注意某些应⽤：a）若分压电阻过⼤，会导致后级流⼊电流过⼩，不适合某些需要⼀定驱动能⼒要求的器件；b）若分压电阻过⼩，会导致功耗过⼤，不适合低功耗的应⽤，且前级引脚输出会等效存在⼀定的⼩阻值电阻，影响分压；c）不适合⾼速应⽤场合，后级输⼊引脚⼤多存在对地的分布电容，通过RC⽹络构成充电电路，会造成信号传输的延时，低速信号链中可不考虑。
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低成本隔离式 3.3V 到5V DC/DC 转换器的
分立设计
隔离式3.3V 到5V 转换器通常用于远距离数据传输网络，这种网络中总线节点控制器由一个3.3V 电源工作以节省电量，而总线电压为5V，以保证在远距离传输过程中的信号完整性并提供高驱动能力。
尽管市场上已经有了 3.3V 到5V 转换的隔离式DC/DC 转换器组件，但集成的3.3V 到5V 转换器仍然很难找到。
即使找到，这些特定的转换器（特别是那些具有稳定输出的转换器）通常都有较长的产品交付时间、价格相对昂贵并且一般都有一定的隔离电压限制。
如果应用要求2 kV 以上的隔离电压、60% 以上的转换器效率或者标准组件可靠的有效性，那么分立设计就是一种能够替代集成组件的低成本方案。
分立DC/DC 转换器设计的缺点是需要做大量的工作——选择稳定的振荡器结构和先断后通电路，选择可以通过标准逻辑门有效驱动的MOSFET，适宜实施温度和长期可靠性测试。
所有这些努力都要花费时间和资金。
因此，在仓促进行这样一个计划以前，设计人员应该考虑到下列事项：集成组件通常已通过温度测试，并且拥有其他工业资质。
这些组件不仅仅是最可靠的解决方案，而且还拥有较快的上市时间。
不稳定输出转换器每1000 片的起售定价一般为4.50 到5.00 美元，而稳定输出的转换器通常为此价格的两倍，大约为10.00 美元或更高。
因此，合理的做法是购买具有不稳定输出的转换器，或者利用降压电容对输出进行缓冲，或者将其送入低成本、低压降稳压器(LDO)，例如：TI 的TPS76650。
图 1 所示的分立DC/DC 转换器设计仅使用了一些现有的标准组件（例如：逻辑IC 和MOSFET 等），服务于变压器驱动器，以及一个用于稳定输出电压的LDO。
该电路使用许多通孔组件制成样机，从而使其比集成组件的体积要大，但是由于使用TI的Little Logic™器件，板空间得到了极大缩减。
这种设计的主要好处是较少的材料清单(BOM)，以及为1 到6kV 范围隔离电压选择隔离变压器的自由度。
我们的目标是：通过使变压器驱动器级为稳定输出全集成DC/DC 转换器和独立变压器驱动器提供一款低成本的替代方案。
图 1 隔离式 3.3V 到5V 推拉式转换器
工作原理
低成本、隔离式DC/DC 转换器一般为推挽式驱动器类型。
工作原理非常简单。
带推挽输出级的方波振荡器驱动一个中心抽头变压器，其输出经过整流，可以稳定或非稳定DC 形式使用。
一个重要的功能性要求是方波必须具有50% 占空比，以确保变压器铁心对称磁化。
另一个要求是磁化电压(E) 和磁化时间(T) 的乘积（称作ET 乘积，单位为Vμs），不得超出由其厂商规定的变压器典型ET乘积。
我们还必须紧挨振荡器安装使用先断后通电路，以防止推挽输出级的两个变压器铁芯柱同时导电从而引起电路故障。
分立设计
著名的三反相门振荡器由U1a、U2a 和U2b 组成，选择它是因为它在供电波动方面较为稳定。
通过一个100-pF 陶瓷电容器（COSC）和两个10-kΩ 电阻器（ROSC1 和ROSC2），它的正常频率被设定为330kHz。
在3.0-V 到3.6-V 电源电压波动范围内，振荡器拥有接近50% 的占空比，以及低于±1.5% 的最大频率波动。
图2 显示了ROSC1 和ROSC2 (TP1) 相加点和振荡器输出(TP2) 处的波形。
所有电压均为参考电路基准电压测得。
图 2 TP1 和TP2 的振荡器波形
施密特触发电路NAND 栅极（U1c、U1d）实现先断后通功能，以避免MOSFET 导通阶段交叠。
其他两个NAND门（U2c，U2d）配置为反相缓冲器，从而产生驱动N 通道MOSFET（Q1、Q2）必需的正确信号极性。
图3 显示了完整的先断后通动作。
为了适应标准逻辑门的有限驱动能力，我们选择了MOSFET，因为其较低的总电荷和较短的响应时间。
图3 先断后通波形
隔离变压器(T1) 拥有2：1 的次级对初级匝数比、0.9 mH 的初级线圈电感，以及3kV 的保证隔离电压。
图4 显示了变压器的输入和输出波形。
图 4 变压器波形
两个二极管（D1、D2）均为快速肖特基整流器，在满负载电流条件下（200 mA 时VFW < 0.4 V）提供低正向电压的同时进行全波整流。
从这些二极管后面的降压电容器(Cb3) 直接获得输出电压是可能的。
这种情况下，输出不稳定，但具有DC/DC 转换器的最大效率。
然而，设计人员必须保证不超出受影响电路的最大电源电压，其在低负载或开路状态下时较容易发生。
如果最小负载条件下的非稳定输出电压过高，则必需在全波整流器之后使用一个线性稳压器，以提供稳定的输出电源电压。
线性稳压器的主要好处是低纹波输出。
其他好处还包括短路保护和超温关闭。
但是，主要缺点是效率非常低。
图 5 显示了 4.93 V 输出电压条件下图1 所示电路的纹波，而图6 将该电路的效率同具有稳定输出的集成DC/DC 组件进行了对比。
图 5 VOUT=4.93V 时的输出纹波
图 6 效率对比
下表提供了分立式DCDC转换器的BOM。
请注意，旁路电容器值大于常用于一些低速应用的10 nF。
这是由于高速CMOS 技术（例如：AHC、AC 和LVC 等）具有高动态负载，因此旁路电容器值必须为0.1 μF 或者更高以保证正常运行。
这对驱动MOSFET 的反相缓冲器特别重要，其旁路电容器值为0.68 μF。
结论
不存在电路板空间限制的情况下，具有稳定输出的隔离式3.3-V 到5-V DC/DC 转换器离散设计可以成为稳定输出集成DC/DC 组件的一款现实低成本代替方案。
离散设计的主要好处是可以自由选择隔离变压器，以满足各种隔离电压要求。