如何设计一个合适的电源

　对于现在一个电子系统来说，电源部分的设计也越来越重要，我想通过和大家探讨一些自己关于电源设计的心得，来个抛砖引玉，让我们在电源设计方面能够都有所深入和长进。

　　Q1：如何来评估一个系统的电源需求

　　Answer：对于一个实际的电子系统，要认真的分析它的电源需求。不仅仅是关心输入电压，输出电压和电流，还要仔细考虑总的功耗，电源实现的效率，电源部分对负载变化的瞬态响应能力，关键器件对电源波动的容忍范围以及相应的允许的电源纹波，还有散热问题等等。功耗和效率是密切相关的，效率高了，在负载功耗相同的情况下总功耗就少，对于整个系统的功率预算就非常有利了，对比LDO和开关电源，开关电源的效率要高一些。同时，评估效率不仅仅是看在满负载的时候电源电路的效率，还要关注轻负载的时候效率水平。

　　至于负载瞬态响应能力，对于一些高性能的CPU应用就会有严格的要求，因为当CPU突然开始运行繁重的任务时，需要的启动电流是很大的，如果电源电路响应速度不够，造成瞬间电压下降过多过低，造成CPU运行出错。

　　一般来说，要求的电源实际值多为标称值的＋－5%，所以可以据此计算出允许的电源纹波，当然要预留余量的。

　　散热问题对于那些大电流电源和LDO来说比较重要，通过计算也是可以评估是否合适的。

　　Q2：如何选择合适的电源实现电路

　　Answer：根据分析系统需求得出的具体技术指标，可以来选择合适的电源实现电路了。一般对于弱电部分，包括了LDO（线性电源转换器），开关电源电容降压转换器和开关电源电感电容转换器。相比之下，LDO设计最易实现，输出纹波小，但缺点是效率有可能不高，发热量大，可提供的电流相较开关电源不大等等。而开关电源电路设计灵活，效率高，但纹波大，实现比较复杂，调试比较烦琐等等。

　　Q3：如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数

　　Answer：很多的未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理，比如担心开关电源的干扰问题，PCB layout问题，元器件的参数和类型选择问题等。其实只要了解了，使用一个开关电源设计还是非常方便的。

　　一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分，有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去，这样使用就更简单了，也简化了PCB设计，但是设计的灵活性就减少了一些。

　　开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统，所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。因此这部分的设计在于保证精确的采样电路，还有来控制反馈深度，因为如果反馈环响应过慢的话，对瞬态响应能力是会有很多影响的。

　　而输出部分设计包含了输出电容，输出电感以及MOSFET等等，这些的选择基本上就是要满足一个性能和成本的平衡，比如高的开关频率就可以使用小的电感值（意味着小的封装和便宜的成本），但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗，从而效率降低。使用低的开关频率带来的结果则是相反的。

　　对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的，小的ESR可以减小输出纹波，但是电容成本会增加，好的电容会贵嘛。开关电源控制器驱动能力也要注意，过多的MOSFET是不能被良好驱动的。

　　一般来说，开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。

　　Q4：如何调试开关电源电路

　　Answer：有一些经验可以共享给大家

　　1: 电源电路的输出输出通过低阻值大功率电阻接到板内，这样在不焊电阻的情况下可以先做到电源电路的先调试，避开后面电路的影响。

　　2: 一般来说开关控制器是闭环系统，如果输出恶化的情况超过了闭环可以控制的范围，开关电源就会工作不正常，所以这种情况就需要认真检查反馈和采样电路。特别是如果采用了大ESR值的输出电容，会产生很多的电源纹波，这也会影响开关电源的工作的。

　　接地技术的讨论

　　Q1：为什么要接地?

　　Answer：接地技术的引入最初是为了防止电力或电子等设备遭雷击而采取的保护性措施，目的是把雷电产生的雷击电流通过避雷针引入到大地，从而起到保护建筑物的作用。同时，接地也是保护人身安全的一种有效手段，当某种原因引起的相线（如电线绝缘不良，线路老化等）和设备外壳碰触时，设备的外壳就会有危险电压产生，由此生成的故障电流就会流经PE线到大地，从而起到保护作用。随着电子通信和其它数字领域的发展，在接地系统中只考虑防雷和安全已远远不能满足要求了。比如在通信系统中，大量设备之间信号的互连要求各设备都要有一个基准‘地’作为信号的参考地。而且随着电子设备的复杂化，信号频率越来越高，因此，在接地设计中，信号之间的互扰等电磁兼容问题必须给予特别关注，否则，接地不当就会严重影响系统运行的可靠性和稳定性。最近，高速信号的信号回流技术中也引入了“地”的概念。

　　Q2：接地的定义

　　Answer: 在现代接地概念中、对于线路工程师来说，该术语的含义通常是‘线路电压的参考点’；对于系统设计师来说，它常常是机柜或机架；对电气工程师来说，它是绿色安全地线或接到大地的意思。一个比较通用的定义是“接地是电流返回其源的低阻抗通道”。注意要求是”低阻抗”和“通路”。

　　Q3：常见的接地符号

　　Answer: PE,PGND,FG－保护地或机壳；BGND或DC-RETURN－直流－48V(+24V)电源（电池）回流；GND－工作地；DGND－数字地；AGND－模拟地；LGND－防雷保护地

　　Q4：合适的接地方式

　　Answer: 接地有多种方式，有单点接地，多点接地以及混合类型的接地。而单点接地又分为串联单点接地和并联单点接地。一般来说，单点接地用于简单电路，不同功能模块之间接地区分，以及低频（f<1MHz）电子线路。当设计高频（f>10MHz）电路时就要采用多点接地了或者多层板（完整的地平面层）。

　　Q5：信号回流和跨分割的介绍

　　Answer：对于一个电子信号来说，它需要寻找一条最低阻抗的电流回流到地的途径，所以如何处理这个信号回流就变得非常的关键。

　　第一，根据公式可以知道，辐射强度是和回路面积成正比的，就是说回流需要走的路径越长，形成的环越大，它对外辐射的干扰也越大，所以，PCB布板的时候要尽可能减小电源回路和信号回路面积。

　　第二，对于一个高速信号来说，提供有好的信号回流可以保证它的信号质量，这是因为PCB上传输线的特性阻抗一般是以地层（或电源层）为参考来计算的，如果高速线附近有连续的地平面，这样这条线的阻抗就能保持连续，如果有段线附近没有了地参考，这样阻抗就会发生变化，不连续的阻抗从而会影响到信号的完整性。所以，布线的时候要把高速线分配到靠近地平面的层，或者高速线旁边并行走一两条地线，起到屏蔽和就近提供回流的功能。

　　第三，为什么说布线的时候尽量不要跨电源分割，这也是因为信号跨越了不同电源层后，它的回流途径就会很长了，容易受到干扰。当然，不是严格要求不能跨越电源分割，对于低速的信号是可以的，因为产生的干扰相比信号可以不予关心。对于高速信号就要认真检查，尽量不要跨越，可以通过调整电源部分的走线。（这是针对多层板多个电源供应情况说的）

　　Q6：为什么要将模拟地和数字地分开，如何分开?

　　Answer：模拟信号和数字信号都要回流到地，因为数字信号变化速度快，从而在数字地上引起的噪声就会很大，而模拟信号是需要一个干净的地参考工作的。如果模拟地和数字地混在一起，噪声就会影响到模拟信号。

　　一般来说，模拟地和数字地要分开处理，然后通过细的走线连在一起，或者单点接在一起。总的思想是尽量阻隔数字地上的噪声窜到模拟地上。当然这也不是非常严格的要求模拟地和数字地必须分开，如果模拟部分附近的数字地还是很干净的话可以合在一起。

　　Q7：单板上的信号如何接地?

　　Answer：对于一般器件来说，就近接地是最好的，采用了拥有完整地平面的多层板设计后，对于一般信号的接地就非常容易了，基本原则是保证走线的连续性，减少过孔数量；靠近地平面或者电源平面，等等。

　　Q8：单板的接口器件如何接地?

　　Answer：有些单板会有对外的输入输出接口，比如串口连接器，网口RJ45连接器等等，如果对它们的接地设计得不好也会影响到正常工作，例如网口互连有误码，丢包等，并且会成为对外的电磁干扰源，把板内的噪声向外发送。一般来说会单独分割出一块独立的接口地，与信号地的连接采用细的走线连接，可以串上0欧姆或者小阻值的电阻。细的走线可以用来阻隔信号地上噪音过到接口地上来。同样的，对接口地和接口电源的滤波也要认真考虑。

　　Q9：带屏蔽层的电缆线的屏蔽层如何接地?

　　Answer：屏蔽电缆的屏蔽层都要接到单板的接口地上而不是信号地上，这是因为信号地上有各种的噪声，如果屏蔽层接到了信号地上，噪声电压会驱动共模电流沿屏蔽层向外干扰，所以设计不好的电缆线一般都是电磁干扰的最大噪声输出源。当然前提是接口地也要非常的干净。

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如何选择适合的直流电源

要选择合适的电源，第一步是确定测试或电源要求所需的输出电压、输出电流和输出功率。接下来，必须考虑恒压模式、恒流模式和瞬态响应等关键参数。

2022-11-08 20:21:11

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为您的 FPGA 选择合适的电源

2022-11-17 12:42:40

基于Arduino Nano R3的LED口罩

制作声控灯口罩时，在焊接电路时请小心，以免被焊机烫伤皮肤！请正确连接电路，选择合适的电源。电路短路，输入电流差，可能造成事故！声控光口罩是贴在脸上的，所以口罩面料的选择非常重要，请选择防火面料！最后，请年幼的孩子在大人的陪同下制作。

2022-12-02 17:36:03

基于Arduino Nano R3的LED口罩

2022-12-06 11:06:26

电压基准源GREF0530兼容德州仪器REF5030用于温度数据采集系统

众所周知，在精密数据采集系统里，如果想要实现高分辨率，必须非常重视电压基准源的噪声。因为其噪声占系统噪声的比例与ADC满量程的使用率成正比。因此选择合适的电源基准源，对系统测量的精度、噪声有重大影响。

2022-12-08 10:31:21

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AI加速卡电源定时系统

合适的电源和定时解决方案对于人工智能 (AI) 加速卡至关重要。通常，电流在 50A 以上，核电压在1V以下，适用于多相电源。 AI 加速器卡使用具有多个通道的 PCIe 接口，因此需要 PCIe

2022-12-13 16:11:46

测试设备和专门设计的负载电路之间的比较

，大多数内核电压现在低于1V，有些低至300mV。这些趋势使得使用传统的“台式”电子负载来表征合适电源的性能变得越来越困难。

2022-12-16 14:20:07

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选择合适的电源为5G基站组件供电

），利用满足未来数据容量需求所需的新频谱。此外，这些5G蜂窝还将包括更多集成天线，以应用大规模多输入多输出（MIMO）技术实现可靠连接。因此，需要各种最先进的电源来为 5G 基站组件供电。

2022-12-22 14:50:37

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带次级LC滤波器的电流模式降压转换器的建模和控制

采用ADC、PLL和RF收发器的现代信号处理系统设计需要更低的功耗和更高的系统性能。为这些噪声敏感型器件选择合适的电源始终是系统设计人员的痛点。在高效率和高性能之间总是需要权衡取舍。

2022-12-23 10:01:02

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为什么功率转换仍然算不上大宗商品

选择合适的电源转换器仅仅意味着找到最便宜的器件吗？事实证明，电源电压转换领域的创新是值得的，并且在市场上获得了回报——因为这些解决方案带来了更高质量的产品。ADI将在本文概述一些利用低成本电源转换器成功实现高质量产品的应用实例。

2023-01-16 09:09:44

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控制LED驱动器的EMI

如今，几乎所有照明应用都使用LED。在相对较短的时间内，它们已成为照明的首选。然而，在大多数应用中，LED不能单独实现其功能。LED 必须使用合适的电源运行。这种驱动电路自然应该尽可能高效，以降低能耗，这就是为什么开关模式电源主要用于此目的的原因。

2023-02-15 11:59:19

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当只有一个电感器就足以设计出更紧凑的电源时

在当今几乎所有电子电路中，都需要几种不同的电源电压。必须针对所需的不同电压轨设计合适的电源管理架构。通常，使用多个根据开关稳压器原理工作的电压转换器。在这种设计方法中，这些开关稳压器中的每一个都需要一个电感器。

2023-02-23 15:48:42

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为您的应用选择合适的电源IC

大多数电源IC的主要目的是调节。这些器件采用非稳压输入电压并提供稳压输出电压。简单地说，这些IC提供的输出电压在输入电压或输出电流变化的情况下仍保持稳定。这解释了线性稳压器和开关稳压器的名称。这个简单定义的例外是电荷泵。根据具体器件的不同，电荷泵的输出可以是稳压的，也可以是非稳压的。

2023-03-09 16:01:49

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用TI Designs加快你的FPGA电源设计

现在，你也许想知道哪一款PMIC可以为你的片上系统 (SoC) 供电，还有就是要这么做的话，该从哪里入手。为你的SoC和系统选择合适的电源解决方案是系统设计人员最常见的挑战之一。所以，TI推出了数款全新工具，在使用我们的PMIC时，这些工具能够简化器件选型、评估和设计。

2023-04-18 09:21:21

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合适的电源可以简化汽车ECU设计

例如，让我们看一下LT8610同步降压型稳压器。它通过在其输入端吸收高达42V的电压来满足输入要求。它满足静态电流要求：停机模式时为 2.5μA。问题是它是否满足效率和压差（冷启动）要求。

2023-04-18 11:29:43

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从五大发展趋势看将来如何选择电源管理芯片

总之，电源模块设计是电子系统性能发挥的基础，只有做好系统的电源模块设计之后，才有机会去追求性能和稳健地实现系统的所有功能。而电源模块设计极为重要的就是如何选合适的芯片和技术方案。通常，根据电源

2023-05-18 11:01:10

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LED驱动电源的正确选取方法及器件配置

和使用寿命，您需要选择合适的电源，把您的应用要求和所使用的LED相匹配。本文将为您提供一些有用的建议，在选择电源过程中需要考虑的地方。

2023-06-07 10:06:29

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如何使用一个电感就可设计出更紧凑的电源

2023-06-12 03:00:34

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仅使用一个电感即可设计出更紧凑的电源

2023-06-13 11:16:59

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TRACO POWER工程师谈，如何选择合适电源

为具体应用情景选择合适电源 — 从一开始就使用精确的 DC/DC 转换器测量值为何至关重要?我们将从分析需求，避免测量误差，确定并改变纹波和噪声，处理浪涌电流以及电磁兼容性谈起。

2021-03-31 10:14:50

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大功率高频直流电源如何选合适？

直流电源，但是这种电源的类型很多。通常，它们分为稳定稳流电流，多通道电流，线性和变频等等，那么我们如何选择合适的电源呢?大功率高频直流电源设备是当前在直流电设备中使用最广泛的设备，因为它们增加了内部IGBT调

2021-04-02 15:09:26

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仅使用一个电感即可设计出更紧凑的电源

如今，几乎每个电路都需要使用多个不同的电源电压。因此，我们必须设计合适的电源管理架构，以提供所需的不同电压轨，而通常做法是使用多个根据开关稳压器原理工作的电压转换器。

2023-07-10 09:48:31

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开关电源与线性电源有什么区别？

和缺点，需要我们在选择合适的电源时进行详细的比较和分析。本文将从开关电源与线性电源的角度进行详细的比较，以帮助读者了解两种电源的异同之处，从而在选择电源时作出更加明智的选择。一、开关电源开关电源是一种高效

2023-08-18 14:06:18

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高效能的60V降压LED驱动器：解锁照明新可能

随着LED（发光二极管）技术的迅猛发展，其在照明领域的应用也日益广泛。然而，LED的工作电压通常较低，因此需要合适的电源来驱动高电压的照明应用。在这种情况下，60V降压LED驱动器成为了一个不可或缺的组件，为LED照明系统提供稳定、高效的电源解决方案。

2023-08-28 15:27:03

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法拉电容如何直接用电源充电

。一般情况下，法拉电容通过连接电源进行充电。但是，要正确地将电容与电源连接起来，需要注意一些事项。在本文中，我们将详细介绍如何直接用电源给法拉电容充电。首先，需要选择合适的电源，根据法拉电容的额定电压和充电电

2023-09-08 11:35:17

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线性电源、相控电源、开关电源有什么不同？开关电源有何优点？

电源类型都有其独特的工作原理和优缺点，我们需要对它们进行深入的了解，才能更好地选择合适的电源类型。一、线性电源线性电源是最常见的电源类型之一。线性电源是通过将电压降低为所需电压的一半或更低的电源，然后经过一

2023-09-26 16:50:59

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采集仪器设备供电及接线注意事项振弦传感器数据采集

采集仪器设备供电及接线注意事项振弦传感器数据采集在采集设备供电时，需要注意以下事项：选择合适的电源：根据采集设备的功率、电压和电流要求，选择合适的电源。一般来说，采集设备的电源要求比较低，可以

2023-10-09 09:20:56

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如何使用电感设计出更紧凑的电源

2023-10-12 18:01:56

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dsp数字电源设计实例

选择合适的电源是电源设计的重要一步。常见的DSP应用包括功率放大器、音频处理器和控制器等。电源的选择应根据DSP电路的特定要求来确定，包括电压和电流需求。确保电源具有可接受的噪声和稳定性。第二部分：电源滤波电源滤波对DSP电路的性能和可

2023-10-16 16:35:48

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变频器欠电压故障维修

因欠压而跳停的缺点。即电源一旦失压或瞬间停电，UPS立即将机内电池的电能，通过逆变转换的方法向变频器继续供应合适的电源，使变频器维持正常工作并保护变频器的软、硬件不受损坏，保障变频器控制设备的平稳运行。

2023-10-21 09:17:04

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如何设计一个合适的电源

2023-11-03 08:31:30

对于变频模块电源我们要如何选择？

。首先，功率是选择变频模块电源的一个重要指标。我们需要根据变频器的功率需求选取合适的电源。一般来说，功率越大的变频器需要更大功率的电源。因此，在选择变频模块电源时，需要根据变频器的额定功率和峰值功率来确定所

2023-11-16 11:17:11

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多路输出的电源适配器设计有哪些难点？

，比如5V、12V、24V等，而且每个输出通道对电流的要求也不同。因此，设计人员需要在满足各个通道的需求的同时保持适配器的高效和稳定性。这涉及到选择合适的电源芯片、选用合适的变压器和电感等元器件，并进行合理的布局和规划

2023-11-23 15:34:18

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如何为多设备选择合适的电源适配器？

如何为多设备选择合适的电源适配器？选择合适的电源适配器对于多设备用户非常重要。无论是智能手机、平板电脑、笔记本电脑还是其他电子设备，都需要适应不同的功率需求和插头类型。在本文中，我将详细介绍如何为

2023-11-24 14:15:26

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如何减少电源纹波

电源纹波是指直流电源输出的电压在时间上出现的波动或者噪声。这种波动和噪声会对电子设备的正常运行和性能产生不利影响。因此，我们需要采取一些措施来减少电源纹波，确保设备的稳定运行。 1.选择合适的电源

2023-12-07 11:23:24

628

tpa3116d2需要几瓦的电源

。 TPA3116D2的工作电源电压范围为4.5V至26V，建议的工作电源电压为12V至24V。这意味着可以使用电池、交流适配器或车载电源等多种不同类型的电源来驱动TPA3116D2。根据应用需求和系统设计，可以选择合适的电源类型。 TPA3116D2的电源功率需求与所需驱动的扬声器的功率有关

2023-12-27 17:10:24

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如何选择合适的电源滤波器

电源滤波器是什么?它们为什么在电子设备中如此重要?下面和我们萨顿斯STS一起探讨电源滤波器的作用、类型以及如何选择合适的滤波器来提高电子设备的稳定性和性能。

2024-02-22 14:23:15

怎么测试电源模块的电源频率？纳米软件带你了解

为电器设备选择合适的电源频率至关重要，避免电源频率过高或过低影响设备的正常工作，甚至对设备造成损坏。电源频率是电力系统中的重要参数，对工作效率以及稳定性有着重要影响。测试时要选择合适的测试仪器并对仪器进行校准，保证测试结果准确可靠。

2024-02-26 16:58:18

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电源滤波器在现代电子领域中的重要意义|电源滤波器维爱普

电源滤波器在现代电子领域中扮演着至关重要的角色，它们被视为保障设备正常运行的重要保障。随着电子设备在各行各业中的广泛应用，电源信号的质量对设备的性能和稳定性产生了深远影响。因此，选择合适的电源滤波器至关重要

2024-03-19 09:44:03

国芯思辰｜芯北科技高精度低压降稳压器CN87L030(替代明达微MD5330)用于储能变流器

储能变流器因其工作时数据的处理的涉及到大量的计算，需要采用FPGA来满足极快的计算速度，因此为FPGA选择一个合适的电源管理方案也就变得尤为重要。 FPGA通常需要多个电源供电，其中辅助

2022-07-18 14:33:14

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