USB多路输出电源---原理图设计3及其它器件选型计算

原创 电源研发精英圈 2021-10-28 20:00

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5V --> 3.3V

一般情况下,3.3V是给MCU供电的,精度要求也是比较高的,这里采用的是AMS1117的三端稳压芯片,如下图所示:


 

输入输出都接一个10uF+104电容,10uF用来储能,104用来滤波用。


5V_USB --> -12V


 

用SY8120做一个负压电路,根据芯片手册来计算R6 R9电阻,让Vfb=0.6V,做一个-12V的负电源,工作原理前面讲过。这里有些不同的地方就是把芯片的输出接GND,芯片的”GND”就是一个负压了。


-12V --> -5V


 

再用三端稳压芯片79L05做一个升压电路,将-12V转成-5V。R10这颗电阻是为U3芯片分担一部分功耗。


 

最后,USB输入加一个PTC自恢复保险丝保护电脑的USB接口。当回路上的电流超过某一个阈值时,Q1三极管导通,D3 LED灯亮。到目前为止,原理图已经差不多结束了。关键元器件的选型已经计算过了,如果有其它细节方面的计算还不是很明白的,欢迎大家一起讨论。下面这张图就是最终版本的原理图:


  

其它关键电路器件的选型计算:


 


当负载出现变化时,C14会有一个充放电的过程,6脚的电位变化其实就是C14对电流积分的结果,起到积分调节的作用。对于负载的微小变化,这个时候直流电平的调节需要有一定的阻尼延迟效果,在若干个周期后出现的调节。这个调节的延迟时间取决于RC电路,所以这颗R17电阻不能太大,否则积分的周期会很长。最终还是需要在实际电路调试的时候,可能还要通过测试波形进行调整。


 

当12V电源刚刚建立时,通过Q2的be,R15,D5构成一条回路,但是稳压管的工作电流是1-2mA,所以在实际电路调试时,需要实际匹配R15这个电阻和稳压管的稳压阈值。虽然Q2三极管的导通,左边的蓝色这条回路也导通,Q6三极管的CE把D5稳压管给短路了,所以通过Q2的be,R15,Q6的CE构成了一条新的回路,那么,要控制回路上的电流不要太大,所以R15这颗电阻不能取得太小,要适中。那么,对于R19这颗电阻得选型也要注意回路上的功耗不要太大,博爱正回路上的电流1-2mA即可。上图中得R21 驱动电阻在实际调试时需要匹配合适得阻值,但大体都在几十R~100R之间,不能太大,否则PWM波形的开通和关断都会很慢。




往期精彩回顾

USB多路输出电源---原理图设计1(Boost电路)

USB多路输出电源---原理图设计2(分立BUCK电路)


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