动力核心—电源系列（一）

写在前面：

电源，是一个电路系统的心脏和动力源泉，它对整个电路系统的重要性不言而喻，为了能让整个系统平稳的工作对于不同的情况设计相应的电源解决方案是十分有必要的。在设计的过程中不可避免的要涉及到各个方面的知识，仅凭一篇博客想要完全了解是不现实的，本文的目的就是对电源解决方案有一个较为全面的介绍，让读者可以做到在选择电源解决方案的时候心中有数。

现行的电源解决方案大致可以分为两大类一类是开关电源即DC/DC Converter，另一类是LDO（low dropout regulator），这两类电源解决方案各有各得优缺点，在选择时应根据需求进行选择，以达到更好的效果。

• 开关电源

开关电源按最基础的形态可以分为正激式变换电路，全桥式变换电路，半桥式变换电路，谐振式变换电路等。

1.正激式变换电路

其原理图如下：

此类电路由于双管正激并联具有较大功率输出，输出方波频率加倍，易于滤波，开关耐压减半（约为输入电压U-in），因此广泛应用于大功率变换电路中，被认为是目前可靠性较高，制造工艺较简单的主要电路之一。

2.全桥式

全桥式变换电路中功率开关耐压只要大于最大输入电压即可，比推挽式变换电路所用的功率开关所需承受的耐压要低1/2，而且由于使用箝位二极管，提高了电源的效率，但是由于其驱动电路复杂且均需要进行隔离，因此在电路设计和布局中要有足够的考虑。其原理图如下：

3.半桥式变换电路

其原理图如下：

半桥式变换电路与全桥式变换电路类似，只是将其中的两个开关管换成了电容，实现了静态分压，将每个开关管上的电压降为全桥的一半，而电流则变为全桥的两倍，如此一来，其转换效率得到了很大的提高，此类电路主要用在高电压输入和大功率输出的场合，其应用也越来越广泛。

4.谐振式开关电源

谐振技术又称为软开关技术，是相对于强迫关断和强迫导通的硬开关技术而言的，可以实现零电压或零电流的一种可以减少损耗提高开关频率的技术。其主要包括零电流式准谐振开关技术、零电压式准谐振开关技术、零电压式多谐振开关技术。

以上三种三种谐振结构通常与功率开关一起实现，谐振电路不仅用于整形电压和电流波形，而且可以储存能量，把能量从输入端传递到输出端。同时，多谐振开关整流器对电路的寄生是不必担心的，在较高频率下不需要采用特殊的元器件或特殊的电路设计技术。

• LDO

说到LDO78XX系列芯片就不得不被提起，作为一个发行较早的三端稳压芯片，78XX系列芯片虽然现在已经不能完全跟上潮流但是仍以其简单的应用电路和较大的工作电流保持其竞争力，对于要求不高的电路78XX系列绝对是一个可以降低成本的好方法。

近年来，随着技术的日益发展，各类稳压芯片层出不穷，LM1117等芯片逐渐将老式的芯片取代，其实，无论哪种芯片只要能熟练掌握，对于一个人的帮助都是巨大的，这里不建议各位一味地去了解新式的芯片，能将自己最熟悉的芯片用到极限才是最好的。

这里先为大家介绍我用的比较多的一款LDO——LM1117，其基本电路图如下：

对于不同型号的此类芯片还有不同的应用电路，但是最基本的结构是不可改变的，即输入端的滤波电容，和输出端的滤波电容，其他拓扑也是由此类基本拓扑延伸而来的。这里不做过于详细的介绍。

最后，想向各位读者说的是所有元件的应用都可以在数据手册中找到，有效的阅读数据手册也是一项必备技能，在后续会有如何读数据表的介绍。