5V到3.3V的電源方案(07-100)

　　本文給出5V到3.3V的電源設(shè)計方案。一般電流要求的電源可以用簡單的線性穩(wěn)壓器。較高電流要求需要開關(guān)穩(wěn)壓器方案。成本敏感的應(yīng)用需要簡單的分立二極管穩(wěn)壓器。三種電源方案的比較見表1。

　　采用LDO的5V到3.3V電源

　　標(biāo)準(zhǔn)3端線性穩(wěn)壓器壓降通常為2.0~3.0V。5V到3.3V變換排除采用這種3端線性穩(wěn)壓器。低壓降(LDO)穩(wěn)壓器的壓降為幾百毫伏，所以適合于此應(yīng)用。圖1示出基本的LDO系統(tǒng)。LDO由4個主要元件組成：

　　·通路晶體管；

　　·帶隙參考；

　　·運放；

　　·反饋電阻分壓器。

　　在選擇LDO時，重要的是要了解LDO間的差別。器件靜態(tài)電流、封裝尺寸和類型是器件的重要參量。針對專門應(yīng)用評估每個參量會獲得最佳設(shè)計。

　　LDO的靜態(tài)電流IQ是器件無載工作時的地電流IGND。IGND是LDO用來執(zhí)行穩(wěn)壓工作的電流。LDO的效率當(dāng)IOUT>>IQ時可近似于輸出電壓與輸入電壓之比。然而，在輕載時，計算效率必須考慮IQ。具有較低IQ時LDO有較高的輕載效率。輕載效率的增大對LDO性能有負(fù)面影響。具有較高靜態(tài)電流的LDO能快速響應(yīng)瞬時線路和負(fù)載變化。

　　采用齊納二極管的低成本電源方案

　　用1個齊納二極管和1個電阻器可以構(gòu)成一個簡單的低成本3.3V穩(wěn)壓器。在很多應(yīng)用中，此電路是替代LDO穩(wěn)壓器的一種經(jīng)濟(jì)方案。然而，這種穩(wěn)壓器比LDO更敏感于負(fù)載。另外，它的效率較低，功率總是消耗在電阻R和二極管D上。R限制到二極管和MCU的電流，因而MCU的VDD保持在可允許的范圍內(nèi)。因為跨接在齊納二極管上的反向電壓隨流經(jīng)的電流變化而變化，所以要仔細(xì)地考慮R值。在最大負(fù)載(MCU正在運行)時R的值必須使跨接在R上的壓降足夠低以使MCU有足夠電壓來工作；在最小負(fù)載(MCU處于復(fù)位狀態(tài))時R的值必須使VDD不超過齊納二極管的電源額定值或MCU的VDD最大值。