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5V转3.3V的N种方法.pdf
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更新于2023-05-30
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5V转3.3V的N种方法pdf,技巧一使用LDO稳压器,从5V电源向3.3V系统供电:标准三端线性稳压器的压差通常是 2.0-3.0V。要把 5V 可靠地转换为 3.3V,就不能使用它们。压差为几百个毫伏的低压降 (Low Dropout, LDO)稳压器,是此类应用的理想选择。
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5V 转 3.3V 的 N 种方法
技巧一使用 LDO 稳压器,从 5V 电源向 3.3V 系统供电
标准三端线性稳压器的压差通常是 2.0-3.0V。要把 5V 可靠地转换为 3.3V,就不
能使用它们。压差为几百个毫伏的低压降 (Low Dropout, LDO)稳压器,是此类应用
的理想选择。图 1-1 是基本 LDO 系统的框图,标注了相应的电流。从图中可以看出, LDO
由四个主要部分组成:
1. 导通晶体管
2. 带隙参考源
3. 运算放大器
4. 反馈电阻分压器
在选择 LDO 时,重要的是要知道如何区分各种 LDO。器件的静态电流、封装大小
和型号是重要的器件参数。根据具体应用来确定各种参数,将会得到最优的设计。

LDO 的静态电流 IQ 是器件空载工作时器件的接地电流 IGND。IGND 是 LDO 用
来进行稳压的电流。当 IOUT>>IQ 时, LDO 的效率可用输出电压除以输入电压来近似地
得到。然而,轻载时,必须将 IQ 计入效率计算中。具有较低 IQ 的 LDO 其轻载效率较
高。轻载效率的提高对于 LDO 性能有负面影响。静态电流较高的 LDO 对于线路和负载
的突然变化有更快的响应。
技巧二采用齐纳二极管的低成本供电系统
这里详细说明了一个采用齐纳二极管的低成本稳压器方案。

可以用齐纳二极管和电阻做成简单的低成本 3.3V 稳压器,如图 2-1 所示。在很多
应用中,该电路可以替代 LDO 稳压器并具成本效益。但是,这种稳压器对负载敏感的程
度要高于 LDO 稳压器。另外,它的能效较低,因为 R1 和 D1 始终有功耗。R1 限制流
入 D1 和 PICmicro® MCU 的电流,从而使 VDD 保持在允许范围内。由于流经齐纳二极
管的电流变化时,二极管的反向电压也将发生改变,所以需要仔细考虑 R1 的值。
R1 的选择依据是:在最大负载时——通常是在 PICmicro MCU 运行且驱动其输出
为高电平时——R1 上的电压降要足够低从而使 PICmicro MCU 有足以维持工作所需的电
压。同时,在最小负载时——通常是 PICmicro MCU 复位时——VDD 不超过齐纳二极管
的额定功率,也不超过 PICmicro MCU 的最大 VDD。
技巧三采用 3 个整流二极管的更低成本供电系统
图 3-1 详细说明了一个采用 3 个整流二极管的更低成本稳压器方案。

我们也可以把几个常规开关二极管串联起来,用其正向压降来降低进入的 PICmicro
MCU 的电压。这甚至比齐纳二极管稳压器的成本还要低。这种设计的电流消耗通常要比使
用齐纳二极管的电路低。
所需二极管的数量根据所选用二极管的正向电压而变化。二极管 D1-D3 的电压降
是流经这些二极管的 电流 的 函数 。连 接 R1 是为 了避免在负载最 小时 ——通常是
PICmicro MCU 处于复位或休眠状态时——PICmicro MCU VDD 引脚上的电压超过
PICmicro MCU 的最大 VDD 值。根据其他连接至 VDD 的电路,可以提高 R1 的阻值,
甚至也可能完全不需要 R1。二极管 D1-D3 的选择依据是:在最大负载时——通常是
PICmicro MCU 运行且驱动其输出为高电平时——D1-D3 上的电压降要足够低从而能够
满足 PICmicro MCU 的最低 VDD 要求。
技巧四使用开关稳压器,从 5V 电源向 3.3V 系统供电

如图 4-1 所示,降压开关稳压器是一种基于电感的转换器,用来把输入电压源降低
至幅值较低的输出电压。输出稳压是通过控制 MOSFET Q1 的导通(ON)时间来实现的。
由于 MOSFET 要么处于低阻状态,要么处于高阻状态 (分别为 ON 和 OFF),因此高
输入源电压能够高效率地转换成较低的输出电压。
当 Q1 在这两种状态期间时,通过平衡电感的电压- 时间,可以建立输入和输出电
压之间的关系。
对于 MOSFET Q1,有下式:
在选择电感的值时,使电感的最大峰 - 峰纹波电流等于最大负载电流的百分之十的
电感值,是个很好的初始选择。
在选择输出电容值时,好的初值是:使 LC 滤波器特性阻抗等于负载电阻。这样在
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