常用电子电路设计ppt课件
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《电路图课件》课件
05
CATALOGUE
电路图应用领域
电子是电子设备设计的基础，通过 电路图可以清晰地了解设备的电路结 构和功能，便于进行优化和改进。
在电子设备维修过程中，通过分析电 路图可以快速定位故障部位，提高维 修效率。
集成电路设计
在现代电子设备中，集成电路是核心 组成部分，电路图是集成电路设计的 重要工具，用于描述电路结构和连接 关系。
详细描述
PSpice软件支持多种电路元件和封装，可以进行精确的电路仿真和优化，还提供了丰 富的分析工具和报告功能，帮助用户深入了解电路的性能和行为。
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《电路图课件》ppt 课件
contents
目录
• 电路图基础知识 • 电路元件介绍 • 电路分析方法 • 电路图实例解析 • 电路图应用领域 • 电路图绘制软件介绍
01
CATALOGUE
电路图基础知识
电路图的定义与作用
总结词
电路图是用来表示电路连接关系的图形，它可以帮助人们理解和分析电路的工作原理。
，如PID控制、模糊控制等。
06
CATALOGUE
电路图绘制软件介绍
EDA软件
总结词
EDA软件是电子设计自动化软件的简称，它可以帮助工 程师进行电路设计和分析。
详细描述
EDA软件具有强大的电路图绘制和编辑功能，支持多种 电路元件库和封装，可以进行电路仿真和优化，是电子 工程师必备的工具之一。
Multisim软件
总结词
Multisim软件是一款基于Windows平台的电路仿真软件，适用于电子工程和电路设计领域。
详细描述
Multisim软件提供了丰富的电路元件库和仪器库，支持电路图的绘制和编辑，可以进行电路仿真和分析，方便用 户快速搭建和测试电路。
《电子线路基础》课件
特点
电子线路是现代电子系统和设备的基础，是实现信息传输、处理和存储的关键环节。
掌握电子线Байду номын сангаас基础对于从事电子工程、通信、计算机、自动化等领域的技术人员来说是必备的技能。
电子管时代
20世纪初，电子管的出现标志着电子技术的诞生，随后出现了无线电广播、电视等应用。
集成电路时代
20世纪60年代，集成电路的发明使得电子设备进一步微型化，计算机、手机等产品开始普及。
总结词
数字逻辑电路是实现数字逻辑功能的电子器件，广泛应用于计算机、数字通信等领域。
数字逻辑电路通过逻辑门实现逻辑运算和逻辑控制功能，常见的数字逻辑门包括与门、或门、非门等。数字逻辑电路按照工作原理可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路由逻辑门组成，实现简单的逻辑功能；时序逻辑电路由触发器和寄存器组成，实现复杂的逻辑功能。
新型电子器件如量子点晶体管、二维材料电子器件等，具有更低的能耗和更高的速度，为集成电路的发展提供了新的方向。
新器件
新材料
集成电路
随着半导体工艺的不断进步，集成电路的集成度越来越高，芯片上集成的晶体管数量越来越多，性能越来越强大。
系统芯片
系统芯片是一种集成了多个功能模块的集成电路，可以实现更复杂的功能，具有更高的性能和更低的能耗。
电容器
描述电感器的种类、特性、单位及在电路中的作用。
电感器
介绍二极管的种类、特性、工作原理及在电路中的应用。
二极管
解释齐性定理的含义、公式及使用条件。
齐性定理
替代定理
特勒根定理
互易定理
介绍替代定理的含义、公式及使用条件。
阐述特勒根定理的内容、公式及使用条件。
解释互易定理的含义、公式及使用条件。
电子线路是现代电子系统和设备的基础，是实现信息传输、处理和存储的关键环节。
掌握电子线Байду номын сангаас基础对于从事电子工程、通信、计算机、自动化等领域的技术人员来说是必备的技能。
电子管时代
20世纪初，电子管的出现标志着电子技术的诞生，随后出现了无线电广播、电视等应用。
集成电路时代
20世纪60年代，集成电路的发明使得电子设备进一步微型化，计算机、手机等产品开始普及。
总结词
数字逻辑电路是实现数字逻辑功能的电子器件，广泛应用于计算机、数字通信等领域。
数字逻辑电路通过逻辑门实现逻辑运算和逻辑控制功能，常见的数字逻辑门包括与门、或门、非门等。数字逻辑电路按照工作原理可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路由逻辑门组成，实现简单的逻辑功能；时序逻辑电路由触发器和寄存器组成，实现复杂的逻辑功能。
新型电子器件如量子点晶体管、二维材料电子器件等，具有更低的能耗和更高的速度，为集成电路的发展提供了新的方向。
新器件
新材料
集成电路
随着半导体工艺的不断进步，集成电路的集成度越来越高，芯片上集成的晶体管数量越来越多，性能越来越强大。
系统芯片
系统芯片是一种集成了多个功能模块的集成电路，可以实现更复杂的功能，具有更高的性能和更低的能耗。
电容器
描述电感器的种类、特性、单位及在电路中的作用。
电感器
介绍二极管的种类、特性、工作原理及在电路中的应用。
二极管
解释齐性定理的含义、公式及使用条件。
齐性定理
替代定理
特勒根定理
互易定理
介绍替代定理的含义、公式及使用条件。
阐述特勒根定理的内容、公式及使用条件。
解释互易定理的含义、公式及使用条件。
电子线路课件
集成电路时代
随着集成电路的发明，电子线路开 始朝着高度集成化和模块化的方向 发展，大大提高了电路的可靠性和 性能。
电子线路的基本元件
电阻
电阻是电子线路中最基本的元件之一 ，用于限制电流的流动，实现电压分 压、电流控制等功能。
01
02
电容
电容是用于存储电荷的元件，主要用 于实现滤波、旁路、去耦等作用。
03
电感
电感是用于存储磁能的元件，主要用 于实现线圈变压器、扼流圈等功能。
三极管
三极管是一种具有电流放大作用的半 导体器件，主要用于实现放大、开关 等作用。
05
04
二极管
二极管是一种具有单向导电性的半导 体器件，主要用于实现整流、开关等 作用。
02
模拟电子线路
模拟电子线路的基本概念
模拟信号
模拟信号是连续的物理量，如电压、电流等，其变化过程与实际 物理现象的变化过程相似。
技术创新
电子线路领域不断涌现出新的技术和材料，需要不断进行技术创新 以适应市场需求。
安全性与可靠性
随着电子产品的普及，电子线路的可靠性和安全性成为关注的焦点 ，需要不断提高产品的安全性和可靠性。
全球化与合作
电子线路领域全球化趋势明显，企业需要加强国际合作，提高竞争力 。
电子线路的未来应用前景
1 2
制电路和保护电路等组成。
电力电子线路的作用
03
电力电子线路的主要作用是对电能进行转换、控制和应用，以
满足不同领域的需求。
电力电子线路的分析方法
01 02
电路分析方法
电力电子线路的分析方法主要包括电路分析方法和控制工程方法。电路 分析方法包括基尔霍夫定律、欧姆定律、戴维南定理等；控制工程方法 包括时域分析法、频域分析法、根轨迹法等。
随着集成电路的发明，电子线路开 始朝着高度集成化和模块化的方向 发展，大大提高了电路的可靠性和 性能。
电子线路的基本元件
电阻
电阻是电子线路中最基本的元件之一 ，用于限制电流的流动，实现电压分 压、电流控制等功能。
01
02
电容
电容是用于存储电荷的元件，主要用 于实现滤波、旁路、去耦等作用。
03
电感
电感是用于存储磁能的元件，主要用 于实现线圈变压器、扼流圈等功能。
三极管
三极管是一种具有电流放大作用的半 导体器件，主要用于实现放大、开关 等作用。
05
04
二极管
二极管是一种具有单向导电性的半导 体器件，主要用于实现整流、开关等 作用。
02
模拟电子线路
模拟电子线路的基本概念
模拟信号
模拟信号是连续的物理量，如电压、电流等，其变化过程与实际 物理现象的变化过程相似。
技术创新
电子线路领域不断涌现出新的技术和材料，需要不断进行技术创新 以适应市场需求。
安全性与可靠性
随着电子产品的普及，电子线路的可靠性和安全性成为关注的焦点 ，需要不断提高产品的安全性和可靠性。
全球化与合作
电子线路领域全球化趋势明显，企业需要加强国际合作，提高竞争力 。
电子线路的未来应用前景
1 2
制电路和保护电路等组成。
电力电子线路的作用
03
电力电子线路的主要作用是对电能进行转换、控制和应用，以
满足不同领域的需求。
电力电子线路的分析方法
01 02
电路分析方法
电力电子线路的分析方法主要包括电路分析方法和控制工程方法。电路 分析方法包括基尔霍夫定律、欧姆定律、戴维南定理等；控制工程方法 包括时域分析法、频域分析法、根轨迹法等。
电工电子学完整ppt课件
K
u k ( t ) 0 或
u降 u升 或 uR US
k 1
式中 uk(t) 为该回路中第 k 条支路电压，K 为该回路处的支路数
示例
R2 i2
+ US_1
+ u2 _ +
R1 i1
+ _u1
_u3 _ u4 +
_ US4+ R4 i4
R3 i3
① 标定各元件电压、电流参考方向 ② 选定回路绕行方向，顺时针或逆时针 顺时针
小结 · 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向
· 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注 （包括方向和符号）， 在计算过程中不得任意改变。
· 参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进行，不考虑 实际方向。
· 电路中电位参考点可任意选择，参考点一经选定，电路中各点的电位
值就是唯一的，当选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将
Lumped parameter element
集总条件 实际电路的尺寸远小于使用时其最高工作频率所对应的
波长 d
注意
• 采用集总电路模型意味着不考虑电路中电场与磁场的相互作用， 不考虑电磁波的传播现象，认为电能的传送是瞬时完成的
• 集总假设为本课程的基本假设，以后所述的电路基本定律、定理 等均是以该假设为前提成立的
_
R1
+ US2
_
R2
b=3
n=2
R3
l=3
m=2
精品课件
22
2. 基尔霍夫电流定律 （KCL）
在集总参数电路中，任意时刻，对任意节点流出或流入该节点电流的代数 和等于零。
K
ik (t) 0
电子电路设计方法PPT教学课件
集成电路的选择
• 集成电路的种类繁多，选用方法一般是“先粗后 细”，即先根据主体方案考虑应选用什么功能的 集成电路，再进一步考虑它的具体性能，然后再 根据价格等因素选用什么型号。选择的集成电路 不仅要在功能和特性上实现设计方案，而且要满 足功耗、电压、温度、价格等多方面的要求。
阻容元件的选择
• 电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很 重要的，不同的电路对电阻和电容性能要求也不 同，有些电路对电容漏电要求很严格，还有些电 路对电阻和电容的精度要求很严，设计时要根据 电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件，并 要注意功耗、容量、频率、耐压范围是否满足要 求。
分立元器件的选择
• 分立元器件包括二极管、三极管、场效应管和晶 闸管等，选择器件的种类不同，注意事项也不同。 例如三极管，在选用时应考虑是NPN管还是PNP 管，是大功率管还是小功率管，是高频管还是低 频管，并注意管子的电流放大倍数、击穿电压、 特征频率、静态功耗等是否满足电路设计的要求。
元器件的参数计算
• ⑵ 尽量把总电路图画在同一张图上，如果 电路比较复杂，一张图画不下，应把主电 路画在同一张图上，而把一些比较独立或 次要的部分(例如直流稳压电源)画在另一张 或者几张图上，并用适当的方式说明各图 之间的信号联系。
• ⑶ 电路图中所有的连线都要表示清楚，各元器件 之间的绝大多数连线应在图上直接画出。连线通 常画成水平线或竖线，一般不画斜线。互相连通 的交叉线，应在交叉处用圆点标出。连线要尽量 短。电源一般只标出电源电压的数值(例如+5V， +15V，-15V)。电路图的安排要紧凑、协调，疏 密恰当，避免出现有的地方画得很密，有的地方 却空出一大块。总之，要清晰明了，容易看懂， 美观协调。
电子电路的安装
第一章-电路及基本元器件PPT课件
图1-7
.
电工电子技术基础 3、二极管的伏安特性曲线（硅管）
.
电工电子技术基础
五、半导体三极管
1、三极管的结构
图1-8
.
电工电子技术基础 2、三极管的电流放大作用 三极管工作在放大状态的条件是：发射结正偏，集电 结反偏。
.
电工电子技术基础
(1)电流分配关系：发射极电流等于基极电流和集电极电
流之和，即：
图1-9
.
电工电子技术基础
(1)输入特性 死区电压：硅管约为0.5V，锗管约为0.2V； 导通电压(发射结)：硅管约为0.7V，锗管约为0.3V。 (2)输出特性
截止区： UBE小于死区电压，IC≈ 0，UCE ≈UCC，。
饱和区：集电结正向偏置 ，UCE＜UBE， IC≈ UCC/RC 。
放大区：发射结正偏，集电结反偏 , IC≈βIB。
图1-2
.
图1-3
电工电子技术基础
三、电功率和电能
1、电功率
电流通过电路时传输或转换电能的速率称为电功率，
简称为功率，用符号p表示。
当电压与电流为关联参考方向时，功率的计算公
式为：
p dW ui dt
当电压与电流为非关联参考方向时，功率的计算
公式为：
pui
.
电工电子技术基础 2、电能 电路在一段时间内吸收的能量称为电能。在国际单 位制（SI）中，电能的单位是焦耳（J）。1J等于1W的用 电设备在1s内消耗的电能。电力工程中，电能常用“度” 作单位，它是千瓦小时（kWh）的简称，1度等于功率为 1kW的用电设备在1小时内消耗的电能。
图1-23
.
电工电子技术基础 在电子电路中，电源的一端通常是接地的，为了作
.
电工电子技术基础 3、二极管的伏安特性曲线（硅管）
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电工电子技术基础
五、半导体三极管
1、三极管的结构
图1-8
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电工电子技术基础 2、三极管的电流放大作用 三极管工作在放大状态的条件是：发射结正偏，集电 结反偏。
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电工电子技术基础
(1)电流分配关系：发射极电流等于基极电流和集电极电
流之和，即：
图1-9
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电工电子技术基础
(1)输入特性 死区电压：硅管约为0.5V，锗管约为0.2V； 导通电压(发射结)：硅管约为0.7V，锗管约为0.3V。 (2)输出特性
截止区： UBE小于死区电压，IC≈ 0，UCE ≈UCC，。
饱和区：集电结正向偏置 ，UCE＜UBE， IC≈ UCC/RC 。
放大区：发射结正偏，集电结反偏 , IC≈βIB。
图1-2
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图1-3
电工电子技术基础
三、电功率和电能
1、电功率
电流通过电路时传输或转换电能的速率称为电功率，
简称为功率，用符号p表示。
当电压与电流为关联参考方向时，功率的计算公
式为：
p dW ui dt
当电压与电流为非关联参考方向时，功率的计算
公式为：
pui
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电工电子技术基础 2、电能 电路在一段时间内吸收的能量称为电能。在国际单 位制（SI）中，电能的单位是焦耳（J）。1J等于1W的用 电设备在1s内消耗的电能。电力工程中，电能常用“度” 作单位，它是千瓦小时（kWh）的简称，1度等于功率为 1kW的用电设备在1小时内消耗的电能。
图1-23
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电工电子技术基础 在电子电路中，电源的一端通常是接地的，为了作
电子技术电路设计.ppt
成电路，减少连线，提高可靠性，降成本。 • 组装单元电路成待设计系统。详细考虑各单元之间的
连接问题，时序上协调一致的问题，电气特性上的匹 配问题，竞争，冒险及电路的自启动问题。衡量一个 电路设计的好坏，主要是看是否达到了技术指标及能 否长期可靠地工作。此外还应考虑经济实用、容易操 作、维修方便。 2020/12/11
74LS14
8
U6
R1--R
A1 A2 A3
7 1 2 6
A B C D
3
+5V
4 5
LT BI LEຫໍສະໝຸດ A B C D E F G
13 12 11 10 9 15 14
7
470
451
1
SMG
1 2 3 4 5 6 7 8
1a
ba
c d
、观察、判断、试验、再判断以寻找答案。 3.掌握制作电子产品的基本技能 • 安装、布线、调试等基本技能，常用仪器的正确使用。
2020/12/11
课程设计的步骤和方法
1.方案设计 • 明确待设计系统的总体方案； • 化整为零，将大任务划分为若干单元； • 设计并实施各个单元电路。尽可能采用中、大规模集
课程设计实验文件的格式
B:画逻辑图的原则： • 所有小规模器件应使用标准逻辑符号。 • 我们规定画成一个方框，框内应标明器件的型号或名
称，引出脚的符号应标注清楚。引出脚的顺序号。 • 电阻、电容、电感类元件应计算出具体值。 • 正式图纸还应列出元器件清单，放在图纸的右下角。 2.方案试验预习报告
由学生拟定。内容包括：调试和指标测试内容、方法 及步骤，测试线路图，所用仪器设备，记录测试等。 3.课程设计总结报告内容及格式要求如下
2020/12/11
连接问题，时序上协调一致的问题，电气特性上的匹 配问题，竞争，冒险及电路的自启动问题。衡量一个 电路设计的好坏，主要是看是否达到了技术指标及能 否长期可靠地工作。此外还应考虑经济实用、容易操 作、维修方便。 2020/12/11
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R1--R
A1 A2 A3
7 1 2 6
A B C D
3
+5V
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LT BI LEຫໍສະໝຸດ A B C D E F G
13 12 11 10 9 15 14
7
470
451
1
SMG
1 2 3 4 5 6 7 8
1a
ba
c d
、观察、判断、试验、再判断以寻找答案。 3.掌握制作电子产品的基本技能 • 安装、布线、调试等基本技能，常用仪器的正确使用。
2020/12/11
课程设计的步骤和方法
1.方案设计 • 明确待设计系统的总体方案； • 化整为零，将大任务划分为若干单元； • 设计并实施各个单元电路。尽可能采用中、大规模集
课程设计实验文件的格式
B:画逻辑图的原则： • 所有小规模器件应使用标准逻辑符号。 • 我们规定画成一个方框，框内应标明器件的型号或名
称，引出脚的符号应标注清楚。引出脚的顺序号。 • 电阻、电容、电感类元件应计算出具体值。 • 正式图纸还应列出元器件清单，放在图纸的右下角。 2.方案试验预习报告
由学生拟定。内容包括：调试和指标测试内容、方法 及步骤，测试线路图，所用仪器设备，记录测试等。 3.课程设计总结报告内容及格式要求如下
2020/12/11
电子电路CADPPT课件
手工创建新的元件封装
（3）绘制外形轮廓 ① 将工作层切换为顶层丝印层（TopOverLay）。 ② 因为圆弧半径为25mil，将捕获栅格从20mil设为5mil，以
便于捕获位置。方法：单击主工具栏的按钮，在弹出的对 话框输入5mil ③ 利用中心法绘制圆弧。圆心坐标为（150，50），半径为 25mil，圆弧形状为半圆。 执行菜单命令Place|Arc(Center)，或单击放置工具栏的 按钮即可绘制圆弧。
Center：将元件的中心作为参考点； Location：设计者选择一个位置作 为参考点 （5）命名与保存 命名：左键单击PCB元件库管理器中的Rename按钮，弹出 重命名元件对话框，如图所示。在对话框中输入新建 元件封装的名称，单击OK按钮即可。本例命名为DIP-8。
5.7.4 使用向导创建元件封装
① 在元件封装库编辑器中，执行菜单命令Tools|New Component，或在PCB元件库管理器中单击Add按钮，系 统弹出如图所示的元件封装生成向导。
5.8 元件封装的管理
5.8.1 浏览元件封装
在PCB元件库管理器中，单击 Browse PCBLib选项卡，进入 元件库浏览管理器。
元件过滤框（Mask框）：用于元 件过滤，即将符合过滤条件的 元件在元件列表框中显示。
5.8 元件封装的管理
5.8.2 添加元件封装 5.8.3 元件封装重命名 5.8.4 删除元件封装 放置元件封装
预先打开要放置元件的PCB文件，然后在元件封装库 编辑器中的PCB元件浏览管理器的元件列表框中选取要 放置的元件，单击Place按钮。
如果在放置之前，没有打开任何一个PCB 文件，系 统会自动建立一个PCB文件，并打开它以放置元件封装。 5.8.6 编辑引脚焊盘 5.8.7 设置信号层颜色
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
– 独立布局，走线要短 – 附近要避免高频，高噪，敏感信号 – 使用地线做隔离屏蔽
26
PCB走线的分布电容
一根20mm长，0.2mm宽，0.2mm间隔的走线，在FR4板上的分布电容约为：
(0.2 10 3 ) (20 10 3 ) 8.85 (0.2 10 3 )
17
PCB设计
• PCB设计： • 布局紧凑，走线粗短(阻抗小，电流大) • 开关电路屏蔽和隔离 • 反馈取样端与开关电路部分隔离 • 尽可能多的铺铜做散热和屏蔽
18
实例Leabharlann 19PCB设计20
电荷泵(Charge Pump)
电荷泵基本工作原理
Cycle1: Cx充电，V(Cx) = Vin
Cycle2: 输出，Vout=Vin+V(Cx)=2Vin
13
降压型(Step down/Buck)DC-DC
降压型DC-DC 基本工作原理
➢ MOSFET：开关，内置 ➢ L：储能电感 ➢ Cout：储能电容 ➢ Diode：环路回流，内置
14
Buck典型应用电路及效率图
15
DC-DC元件选型
• DC-DC IC：
– 根据不同应用进行选型 – 标称效率应在90%以上，实测效率>80% – 外围电路简单：MOS，Diode内置 – Soft Start功能：减小启动时Inrush Current
馬駿 2014.7
1
一． 常用电源设计 二． 振荡电路设计 三． 通用运放设计 四． 常用开关驱动
2
常用单片机系统电源分类
• 线性电源
– 传统三端稳压器：7805，7812等 – 低压差线性电源(Low Drop Out voltage regulator)
• 直流开关电源：DC-DC
– 升压型：Step-up，Boost – 降压型：Step-down，Buck – 升降压型：自适应
• 串联二极管
– 正向压降小：肖特基二极管，锗管 – 正向平均电流 – 反向恢复时间(Trr)：远低于开关振荡周期
16
DC-DC元件选型
• 储能电感：
– 指定电感量：等效阻抗小(Q值高) – 最大工作电流 – 工作频率 – 封装：Shielded方式EMC兼容性佳
• 储能电容：
– Low ESR：提升效率
10
直流开关电源
• 升压型(Boost)DC-DC基本原理
A
B K2
K1
A
B
K2
K1
11
DC-DC Boost实例
TI LMR62014
12
Boost DC-DC典型应用电路
• 开关MOS管：IC内置 • L1：储能电感(Power choke) • D1：(即K2)防止反向 • C2：储能电容
适用场合
① 在 电 ② ③使 变 压 大 对用 压 调 功 调市 器 整 率 整经 电 效电整压率为流调要供电整求电路不电后高源第的一产级品，①②③④使小多调用功路整电率电效池电源率为压分有供 调 离 一电 整 定电 要源 求的产品
7
线性稳压源器件选择
• 器件选择的注意点
– VIN/VOUT端电压及纹波 – 功耗：最大功率，静态电流
• 电荷泵：Charge Pump • 逆变电源(DC-AC)：EL冷光片
3
线性稳压器基本工作原理
• 原理框图
调整管Q： -- 传统三端：PNP -- LDO：PMOS
4
线性电源应用—单一电压输出
固定输出模式
可调整输出模式
5
线性电源应用—双电源输出
单一稳压源模式
双稳压源模式
6
传统三端稳压器与LDO
• 传统三端稳压器与LDO的比较
输入电压范围 抗噪能力
输入/输出压差 功耗
输出精度 静态耗电
传统三端稳压器LM7805 最高35V
73dB(Fairchild LM7805) 高(Typ. 2V) 大 (>2W) ±2% ~ ±4% 5毫安
LDO CE6201 12V
63dB(LP2981),45dB(LP2985) 低(最低150mV) 小(250~500mW) ±1% ~ ±2% 5微安
① ,③不足
9
PCB布板要求
• 散热： P = (Vin – Vout) * Iout
– 输入6V，输出4V，最大电流500mA，则三端稳压器上最大散热会 达到1W
• 设计散热通道：
– 热源四周有充足的散热空间(勿放置在边角) – 散热PAD(80%热能通过Thermal PAD传导)直接与大面积铺铜相连 – 过孔是良好的散热通道，把热量传导到其他层面 – 借助外力：散热片，导热胶等等
• 器件选择注意事项
– 电容耐压值
• 铝电解：最小1.7倍工作电压(交流取有效值)，可适 当提高到2倍
• 钽电容：2倍峰值电压
– 反馈电流设计：> 5~10 Iq
8
PCB布板要求
• ①输入与输出隔离 • ②Cin，Cout，IC三者GND直接相连 • ③电流流向Vin CinICCoutVout
② Good
• 晶振种类：
– 谐振器: Resonator – 石英晶体振荡器: Crystal – 压控振荡器: VCXO – 温度补偿振荡器: TCXO – 其他: OXCO(恒温), VCTCXO(压控温度补偿) etc.
• 晶振的几个重要参数：
– 频率： – 频率偏移：常以ppm为单位 – 负载电容(CL) – 串联等效阻抗(ESR)
24
晶体振荡电路
• 典型晶体振荡电路
– Rf：内部反馈电阻 – CL1/2：负载电容 – Cs：寄生电容 – Rext：外部限流电阻
• 负载电容计算
– 晶振规格书CL标称值
– 推荐NP0或X7R, ±5% MLCC
25
晶体振荡电路PCB设计
• 晶体振荡电路是单片机系统的关键组成部分，是 敏感电路，也是噪声源
22
DC-DC稳压电源比较表
功能 输出纹波
效率 成本
LDO 降压 小 较低 低
DC-DC 升/降压
大 高 高
Charge Pump 升压 中等 较高 较高
适用场合
压差小，输出 电流较小(功率 小)，纹波小
压差大，效率 要求高
2~3倍压，小电 流
23
晶体振荡电路
• 晶振的作用：为系统提供基本时钟信号
21
电荷泵典型应用电路
• 特点：
– Vout通常在Vin 2~3倍 – Iout供电能力不高(<100mA)
• 元件选型：
– Cx: Low ESR (X7R)，容量根据 IC Datasheet选型
– Cin: ≥ 2Cx – Cout: ≥ 10~50 Cx
• PCB设计
– Cx靠近IC，走线短而粗
26
PCB走线的分布电容
一根20mm长，0.2mm宽，0.2mm间隔的走线，在FR4板上的分布电容约为：
(0.2 10 3 ) (20 10 3 ) 8.85 (0.2 10 3 )
17
PCB设计
• PCB设计： • 布局紧凑，走线粗短(阻抗小，电流大) • 开关电路屏蔽和隔离 • 反馈取样端与开关电路部分隔离 • 尽可能多的铺铜做散热和屏蔽
18
实例Leabharlann 19PCB设计20
电荷泵(Charge Pump)
电荷泵基本工作原理
Cycle1: Cx充电，V(Cx) = Vin
Cycle2: 输出，Vout=Vin+V(Cx)=2Vin
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降压型(Step down/Buck)DC-DC
降压型DC-DC 基本工作原理
➢ MOSFET：开关，内置 ➢ L：储能电感 ➢ Cout：储能电容 ➢ Diode：环路回流，内置
14
Buck典型应用电路及效率图
15
DC-DC元件选型
• DC-DC IC：
– 根据不同应用进行选型 – 标称效率应在90%以上，实测效率>80% – 外围电路简单：MOS，Diode内置 – Soft Start功能：减小启动时Inrush Current
馬駿 2014.7
1
一． 常用电源设计 二． 振荡电路设计 三． 通用运放设计 四． 常用开关驱动
2
常用单片机系统电源分类
• 线性电源
– 传统三端稳压器：7805，7812等 – 低压差线性电源(Low Drop Out voltage regulator)
• 直流开关电源：DC-DC
– 升压型：Step-up，Boost – 降压型：Step-down，Buck – 升降压型：自适应
• 串联二极管
– 正向压降小：肖特基二极管，锗管 – 正向平均电流 – 反向恢复时间(Trr)：远低于开关振荡周期
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DC-DC元件选型
• 储能电感：
– 指定电感量：等效阻抗小(Q值高) – 最大工作电流 – 工作频率 – 封装：Shielded方式EMC兼容性佳
• 储能电容：
– Low ESR：提升效率
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直流开关电源
• 升压型(Boost)DC-DC基本原理
A
B K2
K1
A
B
K2
K1
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DC-DC Boost实例
TI LMR62014
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Boost DC-DC典型应用电路
• 开关MOS管：IC内置 • L1：储能电感(Power choke) • D1：(即K2)防止反向 • C2：储能电容
适用场合
① 在 电 ② ③使 变 压 大 对用 压 调 功 调市 器 整 率 整经 电 效电整压率为流调要供电整求电路不电后高源第的一产级品，①②③④使小多调用功路整电率电效池电源率为压分有供 调 离 一电 整 定电 要源 求的产品
7
线性稳压源器件选择
• 器件选择的注意点
– VIN/VOUT端电压及纹波 – 功耗：最大功率，静态电流
• 电荷泵：Charge Pump • 逆变电源(DC-AC)：EL冷光片
3
线性稳压器基本工作原理
• 原理框图
调整管Q： -- 传统三端：PNP -- LDO：PMOS
4
线性电源应用—单一电压输出
固定输出模式
可调整输出模式
5
线性电源应用—双电源输出
单一稳压源模式
双稳压源模式
6
传统三端稳压器与LDO
• 传统三端稳压器与LDO的比较
输入电压范围 抗噪能力
输入/输出压差 功耗
输出精度 静态耗电
传统三端稳压器LM7805 最高35V
73dB(Fairchild LM7805) 高(Typ. 2V) 大 (>2W) ±2% ~ ±4% 5毫安
LDO CE6201 12V
63dB(LP2981),45dB(LP2985) 低(最低150mV) 小(250~500mW) ±1% ~ ±2% 5微安
① ,③不足
9
PCB布板要求
• 散热： P = (Vin – Vout) * Iout
– 输入6V，输出4V，最大电流500mA，则三端稳压器上最大散热会 达到1W
• 设计散热通道：
– 热源四周有充足的散热空间(勿放置在边角) – 散热PAD(80%热能通过Thermal PAD传导)直接与大面积铺铜相连 – 过孔是良好的散热通道，把热量传导到其他层面 – 借助外力：散热片，导热胶等等
• 器件选择注意事项
– 电容耐压值
• 铝电解：最小1.7倍工作电压(交流取有效值)，可适 当提高到2倍
• 钽电容：2倍峰值电压
– 反馈电流设计：> 5~10 Iq
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PCB布板要求
• ①输入与输出隔离 • ②Cin，Cout，IC三者GND直接相连 • ③电流流向Vin CinICCoutVout
② Good
• 晶振种类：
– 谐振器: Resonator – 石英晶体振荡器: Crystal – 压控振荡器: VCXO – 温度补偿振荡器: TCXO – 其他: OXCO(恒温), VCTCXO(压控温度补偿) etc.
• 晶振的几个重要参数：
– 频率： – 频率偏移：常以ppm为单位 – 负载电容(CL) – 串联等效阻抗(ESR)
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晶体振荡电路
• 典型晶体振荡电路
– Rf：内部反馈电阻 – CL1/2：负载电容 – Cs：寄生电容 – Rext：外部限流电阻
• 负载电容计算
– 晶振规格书CL标称值
– 推荐NP0或X7R, ±5% MLCC
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晶体振荡电路PCB设计
• 晶体振荡电路是单片机系统的关键组成部分，是 敏感电路，也是噪声源
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DC-DC稳压电源比较表
功能 输出纹波
效率 成本
LDO 降压 小 较低 低
DC-DC 升/降压
大 高 高
Charge Pump 升压 中等 较高 较高
适用场合
压差小，输出 电流较小(功率 小)，纹波小
压差大，效率 要求高
2~3倍压，小电 流
23
晶体振荡电路
• 晶振的作用：为系统提供基本时钟信号
21
电荷泵典型应用电路
• 特点：
– Vout通常在Vin 2~3倍 – Iout供电能力不高(<100mA)
• 元件选型：
– Cx: Low ESR (X7R)，容量根据 IC Datasheet选型
– Cin: ≥ 2Cx – Cout: ≥ 10~50 Cx
• PCB设计
– Cx靠近IC，走线短而粗