电源

TPS5430开关电源 正负电源 低噪声设计 选材分析 布局布线分析 原理图PCB分析 目录 TPS5430开关电源 正负电源 低噪声设计 选材分析 布局布线分析 原理图PCB分析 基本原理 芯片选型 原理图&3D-PCB 具体讲解 模块原理图-PDF、原理图库、PCB库下载 基本原理 开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态。具体的原理我们不做详解。开关电源相对于线性电源有体积小、重量轻、效率高等优点，但缺点会产生不小的开关噪声，也就是常说的电源纹波。 芯片选型 今天要介绍的是TI(德州仪器）的电源芯片TPS5430。 1、输入电压宽（ 5.5 V to 36 V） 2、负载能力强，高达3A的输出电流(峰值可达5A) 3、高效率，芯片标称最高可实现95%的效率 4、宽范围输出，最低可以输出1.22V 如果需要更大电流的话可以使用TPS5450替代，输出电流最大可扩展到5A，但是电感电容等选型也需要对应更高指标。 原理图&3D-PCB 这里我们设计的电路为正负电源输出，也就是正电压为降压输出，负电压为反压输出。负电压输出由于存在2倍压差，所以一般来说，电源纹波也会比正压降压的大2倍以上。图中VDD为正压输出，VEE为负压输出。 具体讲解 1、正压降压，原理图参考下图，输入C4

EMC电磁兼容测试项目简介 一般来说，电气，电力设备产品要做的EMC电磁兼容测试主要包含浪涌（冲击）抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关抗扰度测试。 下面重点介绍一下产品在进行电磁兼容测试时，相对比较容易出现问题的项目： 1、静电放电抗扰度检测 静电放电分为接触放电和空气放电，静电是积累的高压，当接触到设备的金属外壳时会瞬间放电，会影响到电子设备的正常工作，可能引起设备故障或重启，在安全性要求较好的场合这是不允许的。 静电会影响显示效果，可能出现显示闪烁或黑屏，影响正常显示和操作。静电还可能引起CPU工作异常，程序死机或重启。 如果在产品详细设计阶段采用电磁兼容的相关设计，做静电试验不必过分担心，通过设计，对静电积累的电荷进行良好的泄放，不会影响系统的正常工作。 1、雷击浪涌抗扰度检测 雷击浪涌主要包含两个方面，一个是电源防雷，一个是信号防雷。 电源防雷主要是针对系统级而言的，系统级设计要按照三级防雷设计，总电源进入端设置电源防雷（如OBO公司的V20-C/3-PH385），可以对系统的电源进行一级防护，电源经过电源防雷后，进入隔离变压器，隔离变压器可以对电磁干扰信号进行较好的防护，抑制其对系统的影响

高速IV转换 雪崩二极管驱动APD模块 光电转换 光通讯 原理图和PCB 目录 高速IV转换 雪崩二极管驱动APD模块 光电转换 光通讯 原理图和PCB 基本原理 芯片选型 原理图&3D-PCB 具体讲解 模块原理图-PDF、原理图库、3D-PCB库下载 基本原理 雪崩二极管有着低噪声高速的特点，当反向电压增大到一定数值时，反向电流突然增加。就是反向电击穿，雪崩击穿是PN结反向电压增大到一数值时，载流子倍增就像雪崩一样，增加得多而快。一般用于高速调制光信号接收。 芯片选型 雪崩二极管需要较高的反向偏压，但是电流比较小，所以我们选取了TPS55340开关电源芯片作为升压芯片，它有着40V 低侧 MOSFET 开关，这个参数比较重要。开关频率可在100kHz 至 1.2MHz 之间调节。再升压输出电压不高的情况下可以选取一般的开关电源芯片也可，如TPS5430等。 原理图&3D-PCB 模块采用的是二极管半波倍压拓扑电路和单电源IV转换电路，下面会仔细讲解。 具体讲解 1、P1端子是电源输入端，使用D1做了反接保护，由于升压芯片比较脆弱，所以在输入端还反接了一个16V耐压的TVS管，这样可以有效的消除浪涌和脉冲电压对模块的损坏。 2、模块共有两个GND，分别是数字地和模拟地，分开是为了进一步的减小升压电源的纹波。 3、R3的大小决定了开关频率的大小

AC-220V零点检测 一般系统结构都是如下图所示。 过零检测主要有三个作用： (1) 可控硅触发。通过检测AC220V过零点，可以调节可控硅的导通时间，从而进行 电压控制 等。 (2) 继电器保护。当使用继电器控制AC220v通断时，如果继电器在AC220v的峰值附近闭合，则会产生很大的火花，影响继电器的寿命并产生各种电磁干扰，如果在AC220v的过零点处闭合，就会减少影响。 (3) 计时。AC220v频率为50Hz，周期为20ms。经过全波整流后，在每个零点产生中断，可以以10ms为单位进行计时。 设计原理： 过零检测原理图如图 所示，AC220v经过变压器降为AC 9v，然后全波整流，整流后的信号便可以直接用于过零检测。滤波电容c1接后续电路如7805可以作为它用。二极管D1用来隔离整流和滤波部分，保持Zero处的波形，给过零点检测提供信号源。 在Zero处得到取样信号，然后用两个10K电阻分压，分压后接三极管。三极管工作在开关方式，当基极电压Vbe≥0.7V时，三极管导通，输出低电平给PB4；反之三极管工作于截止状态，输出高电平给PB4。Zero处的取样信号和PB4的输入信号对应关系如图 2-2所示。利用PB4的上升沿产生10ms外部中断，每次中断产生时便是AC220v的零点。 本范例使用6个LED作为显示，当每次过零中断产生时刷新LED显示，LED刷新频率如下： LED0

所有Mac笔记本电脑的右上角都有电源按钮。诀窍是，某些较新的型号在电源键上没有印有电源图标。请勿这样做是因为某些型号具有Touch ID，这会干扰指纹的读取。 要打开Mac，请按电源按钮，直到屏幕显示Apple徽标为止。按下电源按钮时，请聆听Mac的启动铃声或风扇的声音。另外，从背光源（如果在上一个会话中打开）寻找键盘上的灯，或者从大写锁定键寻找光（如果已激活）。 Mac笔记本电脑无法打开时应检查的内容 1.检查显示。总是有可能显示屏被调低，因此在按下电源按钮几秒钟后，尝试提高亮度（左上方的按钮带有一些看起来像太阳的图标）。 2.断开附件。断开Mac上已插入的所有附件的连接，包括打印机，移动设备，视频显示器和USB线。尝试在未连接这些项目的情况下重新启动Mac。 3.检查电源。查看所有电源连接，以确保所有电源均已牢固插入MacBook，并且交流电源插座正常工作。 4.如果Mac上的电池完全没电了，则可能需要花几分钟的时间才能在设备没有足够的汁液之前为交流电源充电，然后才能重新打开电源。 5.特殊电源循环。我们将尽一切可能。关机后再开机模式如下：从Mac上拔下电源线（如果电池是可移动的，则将其取出）。按住电源按钮 10秒钟。将电源线重新插入Mac，或重新安装电池，同时按住电源按钮。保持十秒钟。释放按钮，然后尝试启动Mac。 如果这些修复程序不起作用，请查看清单或 联系Apple支持

《电子开发学习》的公众号有三篇文章讲述去耦电容的知识，讲的是电源的输入端到输出端之间，添加一个去耦电容，用于将电源的高频信号滤去掉，给DC 电源尽可能光滑的信号，理想很值的信号，是不太可能的，够用就行。 下面摘取部分内容： 本质上我们设计的所有电路可以像下图一样抽象一下： 板子上有n个不同的负载（比如某个运放电路、MCU的内核、MCU的IO、ADC、时钟），每个负载都需要稳定地供电 - 电压稳定、干净，电流充足，在此图上我只画出2个负载进行举例； 电源产生电路，它为每个负载提供能源 每个负载要正常工作，前提就是负载上的供电电压要 稳 ，如果是5V，就得是尽可能干净的5V，如下图： 负载内的器件们工作起来，都要动态地吸收电流，供电电压就变成了下面的鸟样子： 也就是在5V的DC上叠加了各种高频率的噪声，这些噪声是由于器件对供电电流的需求导致的电压波动，可以看成是在DC 5V上“耦和”了由于器件工作带来的AC噪声。 这样耦和了AC的DC供电电压不仅会影响本负载区域内的电路的工作，也会影响到其它连接在同一个VCC上的其它负载的工作，有可能导致那些负载的电路工作出现问题。 怎么办呢？当然就是把每个地区的问题控制在该地区范围内喽： 电源供电取决于变换的方式，其供电本身在DC上就有纹波，因此我们需要在电源输出Vout端要有电容C1（我们可以看成是 国家粮仓 ）负责将供电电压上的噪声降到尽可能的低

ESD试验 作为EMC测试标准的一项基本测试项目，如果产品的前期设计考虑不足，加上经验不够的话，往往会让人焦头烂额。一般中小型企业，如果没有专门的，往往这项工作就必须由硬件工程师来承担。对于整机来说，ESD抗扰能力不仅仅来自芯片的ESD耐压，PCB的布局布线，甚至与工艺结构也有密切关系。 常见的ESD试验等级为接触放电：1级——2KV；2级——4KV；3级——6KV；4级——8KV；空气放电：1级——2KV；2级——4KV；3级——8KV；4级——15KV。本人所处的医疗电子行业，产品的ESD试验一般要达到第3等级，即接触6KV，空气8KV。在整机ESD试验方面，本人也搞过了几台不同型号的产品，也算搞出了一点眉目， 总体的解决思想是把静电流向地 ，现总结如下。 1. 电源加TVS管 特别是对于裸露在外的一些接口，比如USB、VGA、DC、SD卡等，对这些接口进行接触放电时，静电很容易就会“串”到电源线上，静电由本来的共模变成了差模，此时电源上就会产生一个很高的尖峰，很多芯片都承受不了，发生死机，复位等问题。对于电源VCC的ESD保护，可以并接TVS管来解决。TVS管与稳压二极管很相似，都有一个额定的电压，不同的是它的响应速度特别快，对静电有很好的泄放作用。例如对于USB接口（见图1.1、图1.2），VCC和外壳地之间并接5V的TVS管。相当于把电源和地钳位在5V以内

USB3.0接口硬盘盒设计 硬盘盒的作用就是对一块硬盘起到物理保护作用，同时使用便于移动的连接方式，实现移动硬盘的作用。 说白了就是固定硬盘的外壳设备，包含外壳以及PCB转接板。 你的电脑换上了固态硬盘，把机械硬盘放在硬盘盒里面，就是移动硬盘了。 硬盘+硬盘盒 如下就是硬盘盒的构成，可以忽略下面的二极管，这只是个示意图。 包含输入USB3.0接口、电源输入5V（这个不一定有）、主控制器、硬盘。 自供电与总线供电 自供电就是硬盘盒整体外置使用5V或其他电源，无需使用USB接口提供的5V电源，或仅仅提供在连接时初始状态的指定。 总线供电就是使用USB端口提供的5V电源，但是因为硬盘不一致，笔记本型号不一致，导致笔记本等带不起来硬盘，所以我们需要购买自供电硬盘盒或者自己进行改装。 主控芯片 JMS578是一款USB3.0至SATA III 6Gps桥接控制器，具有高性能和低功耗。 它可以支持USB2.0 / USB3.0设备控制器的供应商VID / PID的外部SPI NVRAM。 它具有10个GPIO，可针对各种应用进行定制。 它支持用于在USB2.0 / USB3.0下下载升级的固件代码的软件实用程序。 它符合USB大容量存储类批量运输（BOT）规范和USB连接的SCSI协议（UASP）规范。 芯片框图： 使用场景 即就是实现USB接口转成SATA接口，也就是外置移动硬盘。

整体布局 1、高速、中速、低速电路要分开； 2、强电流、高电压、强辐射元器件远离弱电流、低电压、敏感元器件； 3、模拟、数字、电源、保护电路要分开； 4 、多层板设计，有单独的电源和地平面； 5、对热敏感的元件（含液态介质电容、晶振）尽量远离大功率的元器件、散热器等热源。 接口与保护 1、一般电源防雷保护器件的顺序是：压敏电阻、保险丝、抑制二极管、EMI 滤波器、 电感或者共模电感，对于原理图缺失上面任意器件顺延布局； 2、一般对接口信号的保护器件的顺序是：ESD(TVS 管)、隔离变压器、共模电感、电容、 电阻，对于原理图缺失上面任意器件顺延布局； 3、严格按照原理图的顺序（要有判断原理图是否正确的能力）进行“一字型”布局； 4 、电平变换芯片（如RS232）是否靠近连接器(如串口)放置 5、易受ESD 干扰的器件，如 NMOS、CMOS 器件等，是否已尽量远离易受 ESD 干扰的 区域（如单板的边缘区域）。 时钟 1、晶体、晶振和时钟分配器与相关的IC 器件要尽量靠近； 2、时钟电路的滤波器(尽量采用“∏”型滤波)要靠近时钟电路的电源输入管脚； 3、晶振和时钟分配器的输出是否串接一个22 欧姆的电阻； 4 、时钟分配器没用的输出管脚是否通过电阻接地； 5、晶体、晶振和时钟分配器的布局要注意远离大功率的元器件、散热器等发热的器件； 6、晶振距离板边和接口器件是否大于1inch；

UPS电源是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。那么在使用UPS电源的时候该注意哪些事项呢? UPS电源使用的9大注意事项: 1、UPS电源在选配上要留一定余量，如4kVA的负载，UPS电源的应配置5kVA以上。 2、UPS电源应避免频繁开、停机，最好在长时间开机状态。 3、新购的UPS电源应进行充放电，这样有利于延长UPS电源电池的使用寿命。一般采用恒压充电，充电初始电流不得大于0.5*C5A（C5可以用电池的额定容量计算出），每个电池的电压控制在2.30～2.35V，以免损坏电池。充电电流连续3小时不变，证明电池已充足，一般充电时间为12～24小时。 4、机器用电一直正常，UPS电源就没有工作的机会，其电池在长期浮充状态有可能损坏，因此需要定期对UPS电源进行充放电，这样不仅可以活化电池，也可检验UPS电源是否处于正常工作状态。 5、要定期检查UPS电源，每月检查一次浮充电压，如浮充电压低于2.2V，应对整组电池进行均衡充电。 6、要经常用软布擦试电池，以保持电池表面清洁。 7、UPS电源运行过程中的温度控制