与非网|| 19种电压转换的电路设计方法,干货( 二 )
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 。
文章图片
对于MOSFETQ1 , 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 。
文章图片
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 。 这样在满载工作期间如果突然卸掉负载 , 电压过冲能处于可接受范围之内 。
文章图片
在选择二极管D1时 , 应选择额定电流足够大的元件 , 使之能够承受脉冲周期(IL)放电期间的电感电流 。
文章图片
数字连接
在连接两个工作电压不同的器件时 , 必须要知道其各自的输出、输入阈值 。 知道阈值之后 , 可根据应用的其他需求选择器件的连接方法 。 表4-1是本文档所使用的输出、输入阈值 。 在设计连接时 , 请务必参考制造商的数据手册以获得实际的阈值电平 。
文章图片
技巧五:3.3V→5V直接连接
将3.3V输出连接到5V输入最简单、最理想的方法是直接连接 。 直接连接需要满足以下2点要求:
?3.3V输出的VOH大于5V输入的VIH
?3.3V输出的VOL小于5V输入的VIL
能够使用这种方法的例子之一是将3.3VLVCMOS输出连接到5VTTL输入 。 从表4-1中所给出的值可以清楚地看到上述要求均满足 。
3.3VLVCMOS的VOH(3.0V)大于5VTTL的VIH(2.0V)且3.3VLVCMOS的VOL(0.5V)小于5VTTL的VIL(0.8V) 。
如果这两个要求得不到满足 , 连接两个部分时就需要额外的电路 。 可能的解决方案请参阅技巧6、7、8和13 。
技巧六:3.3V→5V使用MOSFET转换器
如果5V输入的VIH比3.3VCMOS器件的VOH要高 , 则驱动任何这样的5V输入就需要额外的电路 。 图6-1所示为低成本的双元件解决方案 。
在选择R1的阻值时 , 需要考虑两个参数 , 即:输入的开关速度和R1上的电流消耗 。 当把输入从0切换到1时 , 需要计入因R1形成的RC时间常数而导致的输入上升时间、5V输入的输入容抗以及电路板上任何的杂散电容 。 输入开关速度可通过下式计算:
由于输入容抗和电路板上的杂散电容是固定的 , 提高输入开关速度的惟一途径是降低R1的阻值 。 而降低R1阻值以获取更短的开关时间 , 却是以增大5V输入为低电平时的电流消耗为代价的 。 通常 , 切换到0要比切换到1的速度快得多 , 因为N沟道MOSFET的导通电阻要远小于R1 。 另外 , 在选择N沟道FET时 , 所选FET的VGS应低于3.3V输出的VOH 。
技巧七:3.3V→5V使用二极管补偿
表7-1列出了5VCMOS的输入电压阈值、3.3VLVTTL和LVCMOS的输出驱动电压 。
文章图片
从上表看出 , 5VCMOS输入的高、低输入电压阈值均比3.3V输出的阈值高约一伏 。 因此 , 即使来自3.3V系统的输出能够被补偿 , 留给噪声或元件容差的余地也很小或者没有 。 我们需要的是能够补偿输出并加大高低输出电压差的电路 。
文章图片
输出电压规范确定后 , 就已经假定:高输出驱动的是输出和地之间的负载 , 而低输出驱动的是3.3V和输出之间的负载 。 如果高电压阈值的负载实际上是在输出和3.3V之间的话 , 那么输出电压实际上要高得多 , 因为拉高输出的机制是负载电阻 , 而不是输出三极管 。
推荐阅读
- 兆亿微波商城|可调输出负电压稳压器】噪声(uVrms)38——兆亿微波商城,LM337T【1.5A
- 小奶猫樱桃|电磁式与电容式电压互感器的主要区别,电压互感器原理
- 与非网|雷达技术的进步和驾驶舱内感应技术的发展
- 与非网|一根数据线的升级之路,数据+电源混合传输
- 与非网|Q2全球光收发器创新纪录,云服务需求可观,2020
- 与非网|纯干货分享,PCB短路版散热小技巧
- 与非网|如何控制单片机一键开关?
- 与非网|德州仪器开源智能硬件平台助力中国研究生电子设计竞赛
- 与非网|:用于快速运转(QTA) PCB生产的可升级入门级直接成像系统平台,Limata推出X1000系列