--  作者：華夏
--  發布時間：2004-9-15 16:28:20

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2.9 線性電源：變壓器、整流橋與三端穩壓器

什么是線性電源？為什么叫線性？老樹查了網絡上的資料，也沒有答案，只好等待高明教我。

PCB上需要供電，就需要電源。電源分2種，一種是線性電源，象7805，就是線性電源；

一種是開關電源，是將AC220V直接整流濾波成高壓，推動功率管工作在100Khz以上，再整流濾波成低壓。

開關電源的工作原理可以通過百度查到。

線型電源需要工頻變壓器，將AC220V變換成低壓，經過全橋的整流，和大電容的濾波，成為脈動的直流，再經過三端穩壓器，輸出直流電壓。

輸出端還需要大的電解電容濾波。注意這時要選用足夠大的電容容量和耐壓值的電解電容。耐壓值不夠，你就等著聽響吧。電容容量不夠，
整流輸出的電壓和輸出的電壓的壓差不夠，輸出電壓會有紋波，單片機系統工作不正常。

通常電路板上需要的是DC5V，一般來說，現在的電路板，一片7805，再加散熱片也基本夠用了。功率越大，散熱片也越大。

變壓器有多種規格：

1、 普通E型矽鋼片繞制的變壓器，現在最大量的是廣西普寧雄英出的變壓器，通過了長城認證，質量是不錯的，最大的好處是便宜，
現貨量大；通常的規格是單9V、12V，雙9V、12V等；可能這個地方出矽鋼片，有這樣的礦藏。

2、 環型變壓器，象個橢圓型；

3、 最近好像圓形的變壓器也多起來了，后2種變壓器應該是漏磁小、發熱少、效率高，大功率的整流時使用，當然單位瓦數也貴啊，
按照1元/W計算預算應該差不多了。

這2種變壓器都需要定制，可以定制各種規格的。

4、 焊在電路板上的變壓器，比較有名的是兵字品牌。在《電子技術應用》和《電子產品世界》上常年做廣告。秦皇島也有一家，
叫耀華。

怎么計算變壓器需要多大的功率？

首先，計算功耗。比如：Dc5V/0.25A，也就是1.25W的功耗。

7805效率50％，變壓器效率50%，就是說，需要6W的變壓器。

Dc5V/0.25A的輸入壓差大概在3V，6V的變壓器整流出來的電壓是大約6×1.4＝8.4V，也差不多了。所有選用AC6V/6W的變壓器。
再到市場上找一個差不多的變壓器用上就行了。

注意：電流越大，壓差越大；在電路工作的時候，可以拿示波器看看電源的波形是不是平穩。

78系列的芯片做的比較多而好的是美國國家半導體公司（national semiconductor）的LM780X和摩托羅拉公司MC780X 等2大系列。

78系列是高壓差的穩壓芯片，現在有低壓差的穩壓芯片，其機理參見沙占友老師的書籍。有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4個系列。

如果需要更大的電源供給，或者使用開關電源，或者去買成品的線性電源，象遼寧朝陽4NIC的電源，質量不錯，價格也不錯。

附：在網絡上找到的一篇文章：

開關電源和線性電源的區別

   線性電源的調整管工作在放大狀態，因而發熱量大，效率低（35%左右），需要加體積龐大的散熱片，
而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器，當要制作多組電壓輸出時變壓器會更龐大。開關電源的調整管工作在飽和和截至狀態，
因而發熱量小，效率高（75％以上）而且省掉了大體積的變壓器。但開關電源輸出的直流上面會疊加較大的紋波
（50mV at 5V output typical），在輸出端并接穩壓二極管可以改善，另外由于開關管工作是會產生很大的尖峰脈沖干擾，
也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對而言線性電源就沒有以上缺陷，它的紋波可以做的很小（5mV以下）。
對于電源效率和安裝體積有要求的地方用開關電源為佳，對于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方（例如電容漏電檢測）多選用線性電源。
另外當電路中需要作隔離的時候現在多數用DC－DC來做對隔離部分供電（DC-DC從其工作原理上來說就是開關電源）。
還有，開關電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來比較麻 
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--  作者：華夏
--  發布時間：2004-9-15 16:29:54

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2.10  開關電源芯片

相對于線性穩壓器來說，開關電源在計算機主板上、工控機主板和各種各樣的電路板上起著電壓變換的作用。例如：將低電壓，
比如：電池轉換成穩定的3.3V或者5V，或者將高電壓轉化成DC5V、DC3.3V，或者將DC5V轉換成3.3V和1.8V，
例如，ARM的電路板就需要這樣的芯片，3.3V給ARM供電，1.8V給arm的core供電。以上
由于采用了開關電路，電源芯片的工作頻率高，發熱小，效率高。

同樣的，還是芯片的巨頭，MAXIM、LINEAR和TI等公司在電源轉換芯片上是最為卓越，無論從產品的種類，還是質量都是上佳的；

經常看電子產品世界和電子技術應用的網友一定對maxim的電源芯片印象巨深。五花八門的電源芯片，
讓你無法選擇到底選用那種是自己的所需要的。

在maxim的產品樹中，對電源是這樣分類的：

Power Supplies and Battery Management  
tchmode DC-DC Power Supplies 408  
Isolated Power Supplies 22  
Low-Dropout Linear Regulators 75  
White LED Drivers 13  
Low-Side MOSFET Drivers 14  
High-Side MOSFET Drivers 6  
ORing MOSFET Controllers 2  
Battery Chargers 36  
Battery Protectors, Selectors and Monitors 17  
Regulator + Reset Circuits 4  
Current Sense Amplifiers 22  
LCD/ECB/CCFL Display Bias Supply 87  
ALSO SEE: Hot-Swap and Powertching  
ALSO SEE: Voltage References  

我們經常使用到的tchmode DC-DC Power Supplies ，這里有分成n種。老樹比較熟悉的是step-down電源芯片，
也就是所謂的從高電壓下降到低的電壓的芯片；從低到高，當然是step-up電源芯片。

象philips的電動剃須刀，里面肯定有電源管理芯片，當電池電壓下降，但是，電池又有電的時候，能夠輸出恒定的電壓，
榨干電池內的最后一點電能，能夠舒適地使用一段很長的時間。

比如，你的電路板上只有DC24V電壓，但是，還需要Dc5V/2A的電源，這么高的壓降，使用線性穩壓器顯然不合適，
如果使用DC/DC模塊，成本太高，體積也比較大，所以，得選用一款芯片完成這個功能。

按照maxim給出的復雜的選擇，根據你的要求，多選擇幾項，maxim會給出一個清單，在清單中去選擇你最適合你的需求的芯片。

老樹原來使用過的完成此項功能的芯片是：MAX724、LT1076；這2款芯片需要1個50uH的電感才能輸出Dc5V電源；
但是，這種開關電源芯片有個好處，就是輸入只要在它的允許的范圍內波動，或者負載在變化，輸出DC5V電源十分穩定。

電源的范圍從Dc10V～DC40V，max724均能輸出5A的DC5V電源。

Maxim724下載連接地址：

http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=153160

LT1076下載鏈接地址：

http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=157742

在ARM上使用的電源芯片是TI公司的TPS767D318。

下載鏈接：

http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=122122

在沙老師的書中，也介紹了幾款電源轉換芯片，可供參考。

如果是作為隔離電壓產生，例如：5V轉換成隔離的5V，用在光耦、通訊等電路中，去自己做隔離電路就有點劃不來，
不如去買現成的DC/DC模塊。這點國產的模塊做的不錯，象老樹常用的Dc12V/DC5V500mA的模塊，大約30元，質量還是不錯的。

比較有名的電源轉換模塊，如：

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--  作者：華夏
--  發布時間：2004-9-15 16:32:28

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如果是作為隔離電壓產生，例如：5V轉換成隔離的5V，用在光耦、通訊等電路中，去自己做隔離電路就有點劃不來，
不如去買現成的DC/DC模塊。這點國產的模塊做的不錯，象老樹常用的Dc12V/DC5V500mA的模塊，大約30元，質量還是不錯的。

老樹常用的電源轉換模塊，如：

北京星原豐泰電子技術有限公司的SAPS系列DC/DC模塊，這種模塊很多廠家都是兼容的；

電源轉換模塊還有AC/DC、DC/AC等不同；具體不同可以參看廠家網站。

廠家鏈接：

http://www.saps-bj.com/index.htm

另外一家生產微電源模塊的廠家是：深圳市順源科技有限公司。

廠家鏈接：

http://www.mornshine.com/index105.htm

這種電源模塊國產的質量不錯了，完全可以取代進口產品。

DC/DC模塊完全可以將輸入輸出的電源地連接在一起，作為普通的非隔離的電源轉換器使用。

2.11 器件選購、芯片批號、封裝知識等

在市場上買芯片，千萬注意不要買到舊片、拆機片；舊片、拆機片有些湊合能用，有些干脆不行；即使現在能用，壽命肯定有限；

舊的就是舊的，肯定瞞不過有心人；主要是從芯片的管腳的嶄新程度、芯片印刷的質量等仔細觀察。

舊的芯片往往管腳參差不齊、搪錫發烏、包裝的管子不夠新；而且往往是芯片的表面發白，那是因為被打磨過了，
然后重新絲網印刷上廠家名稱、批號等；

所以最好是買激光打標的器件，激光打標的產品肯定是新貨，或者沒有使用過的貨；而且買的時候需要注意，
器件的批號最好是最近當年的或者是最近幾個星期的產品；總而言之，別花冤枉錢，還影響產品的質量。

同樣的產品，不同廠家的質量也不一樣。我比較喜歡的是美國TI、摩托羅拉MC、MAXIM、LINEAR的產品；假的也少；

例如，max7219芯片上有一下標志：
MAXIM
MAX7219CNG
0323PY

MAXIM就是芯片的廠家；
MAX7219CNG是廠家的型號，CNG跟封裝和7219這個系列產品的細微的差別有關；
03是指2003年；23是指該年的第23周；一年是52周，所以這個數字不會超出52；

激光打標是在芯片上形成一個暗色的與芯片表面有一個明顯對比的標志；中關村的大恒公司就有激光打標機的業務；
但是未必是在芯片上打標；

有時，激光打標會產生類似暗黃色的標志，這跟激光器功率和芯片封裝材料有關。

關于CA1161看門狗的原理和應用參見以下鏈接：

http://www.zlgmcu.com/catalyst/wdteeprom/shouce/CAT1161_cn.pdf

http://www.zlgmcu.com/catalyst/yingrong/CAT24Cxx1_1.pdf

關于電源監控和看門狗的原理，參見以下鏈接：

http://www.icbase.com/newweb1/commend/uP/zongshu.asp#μP監控
http://www.icbase.com/newweb1/commend/uP/application3.asp#μP監控電路
http://www.icbase.com/newweb1/commend/uP/application3.asp#常見問題解答


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--  作者：華夏
--  發布時間：2004-9-15 16:38:33

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第三課 合格電子工程師是怎樣煉成的？ 


不好意思，第二課沒有寫完，又開一課--老樹當過老師，有毀人不倦的習慣，再者，這個問題想了很久了，也基本想通了。


在網絡上很多初學者在問：怎樣成為一個合格的電子工程師？


這個問題有很多答案。老樹談談自己的看法。


第一步 入門-51核心和基本電路


中國人有10億啊，每年有多少大學生畢業呢？我不知道。但是我看到有一張照片，招聘會上熙熙攘攘，人來人往，十分震撼。
從來沒有一個時刻讓我感覺到中國的人力資源是如此的豐富。但是，從現在的大學畢業出來的學生學到了什么東西呢？
一些理論，跟實際脫鉤的理論。有沒有用呢？有點用。但是，在企業中，需要的是實際干點事情出來，實際解決問題。
所以說，很多企業不想要大學本科出來的大學生，說動手，沒有動手能力，不知道電阻電容長得什么樣子，能夠做什么？
但是又自視甚高，對工資的期望值比較高。等到能夠干點事情了，又拍拍屁股跑了。
所以企業現在喜歡使用大專中專甚至是職業學校培訓出來的小孩，至少這些孩子們知道自己的份量，能夠實實在在地做事。
要知道，他們很多人的天賦并不差，有些人甚至可以說聰明，只是因為很多人是家庭條件不好，打小就是苦孩子，沒有條件接受良好的教育。
一旦給機會，他們都比較珍惜。


現在的大學，誤人子弟甚多。擴招是沒有錯，但是，實驗室擴了嗎？教室擴了嗎？教師擴了嗎？至少實驗室是沒有擴。
老樹認得的一個研究生說，只有到了一個階段，才能到實驗室作實驗。很多導師就是把學生當奴隸一樣干活，
要是在干活中能夠學到東西那就算是運氣好的；運氣不好的，直接就是導師的廉價的勞力了，學不到東西，活倒干了不少。



但是，既然學生要拿文憑，要應付考試，沒有辦法，那怎么自救？


如果勵志要做一名出色的電子工程師，老樹可以談談自己的看法。


做一個電子工程師，先從51學起，這是得到公認的。不需老樹饒舌。


首先，去買一個開發板，越便宜的越好，在上面可以練練keil C。最好再買一個仿真器，這樣調試的效率高。
當然這個不便宜，但是我覺得可以志同道合的哥幾個合買。反正1天24小時，每人8個小時輪流上，有個幾個月，C51語言也就差不多了。


其次，看看老樹的文章，看看需要學點什么基本的東西。北京的大學生有福啊，沒事到中發去轉轉，認認老樹的文章上說得哪些電阻、
電容、三極管、芯片、接插件什么的，看看自己的電腦上的主板、網卡、聲卡、顯卡是怎么畫的，找找感覺，這些板卡都是高手的杰作啊。


構思一個小的產品，按照老樹文章上的思考題，找本protel99se的書，從每個菜單練起，循序漸進，
從單片機最小系統->輸入->LED->RS232/RS422/RS485->固態繼電器、繼電器等原理圖畫起，邊畫邊學，一點一點做，做好了，
最好找個高手看看，找出毛病在哪里，再反復改進。在這樣的模擬實戰中找到感覺。


推薦老虎工作室的protel 99系列4本，寫的還是循序漸進的，當然不便宜；咬咬牙，可以合買一套，輪著看。


順便說一句我對市場上的開發板的看法，這些開發板當然都不錯，但是，只能學到語言，不能教你畫原理圖和PCB，
實際做的時候，還是需要高手帶一帶是最快的。我就是一個朋友教我的，也就半天的功夫，就會了。當時還是DOS下的protel 3.16版本。


以戰養戰。找個公司、企業，幫他們做個小產品，既能得到公司的高手的指點，又能賺到一筆費用，豈不甚佳？
這時，你的開發板、仿真器的費用就出來了。從原理圖->PCB->C51，單片機也入門了。


第二步：登堂入室-掌握系統的電路知識


這時，需要對電子技術的所有東東進行全面的了解，主要是看看雜志、BBS、網站上的技術文章、何立民先生主持編著的
《單片機應用技術大全》系列，將單片機和它的配套的電路，輸入輸出、通訊等等做一個全面的了解。目標是為什么？系統的技術儲備。
知道什么問題可以使用什么方法解決，可能在什么地方找到解決的方法，這對你以后走上工作崗位，解決實際問題是非常有好處的。
如果你真能這么做，那么，你今后肯定比單位中的老同志還要棒。


老樹在國營研究所的時候，曾經有一段時間無所事事，就是在那一兩年的時間內將研究所的技術雜志看了一遍，尤其是《電子技術應用》。
打下了一個良好的基礎。


這時，爭取機會，學習高手們的硬件設計。一個比較快的辦法就是到工控機的廠家那里，看看工控機的板卡和調理板是怎樣設計的，
都使用了哪些東西。記得老樹第一次看到國外的一個器件，到處去問，也不知道是什么東東。后來在四通工控那里看到了，
原來是固態繼電器。這時，腦子里關于固態繼電器的知識都冒出來了。再一看，配套市場大把的。