【解決方案】如何給核心板的底板設(shè)計(jì)電源？

確定各供電電源的電壓和電流

底板的供電電源可以簡(jiǎn)單劃分為核心板的電源和其它外設(shè)的電源，如圖1所示。ZLG致遠(yuǎn)電子的核心板一般只需底板供一路電源，且一般為5V,電流則各款核心板各有不同，如M1107系列核心板要求電流為0.8A(峰值電流)。其它外設(shè)電源的電壓、電流則需要根據(jù)外設(shè)的供電需求確定，如顯示屏、攝像頭模塊、以太網(wǎng)、USB設(shè)備等供電。底板連接核心板IO口時(shí)是要電平匹配的，所以外設(shè)至少包括與核心板IO口電平相等的電壓，如M1107系列核心板的3.3V，M3568系列核心板的3.3V、1.8V。

圖1底板供電電源

輸入電源不同、外設(shè)不同，底板的電源架構(gòu)會(huì)有所不同，但基本可套用圖2中的電源架構(gòu)，具體可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用增加或變化。圖2采用的是兩級(jí)電源架構(gòu)，一級(jí)電源由輸入轉(zhuǎn)5V供給核心板及其它外設(shè)，二級(jí)電源由5V轉(zhuǎn)各外設(shè)需求的電壓。

圖2兩級(jí)電源架構(gòu)

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，外設(shè)本身需求電流小且要求紋波小通常選用LDO供電，如果需求電壓還很低，如1.2V，這時(shí)還是5V轉(zhuǎn)1.2V就不太適合了，3.3V轉(zhuǎn)1.2V或2.5轉(zhuǎn)1.2V效率更高，這時(shí)就得在圖2后面加第三級(jí)電源。同樣如果底板的輸入需求是交流市電，則需要在圖2前面加一級(jí)電源，如圖3所示。

圖3交流市電輸入三級(jí)電源架構(gòu)

根據(jù)前面確定的各供電電源的電壓、電流及電源架構(gòu)，可以選型滿足需求的電源芯片，設(shè)計(jì)電源電路。DC-DC電源具有效率高、轉(zhuǎn)換壓差大、電流輸出能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但紋波和噪聲較大；LDO電源具有噪聲小、電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但效率較低、輸出電流能力較弱。下面針對(duì)圖2的電源架構(gòu)簡(jiǎn)單講解電源電路的設(shè)計(jì)。

1. 圖2中一級(jí)電源需要將高電壓轉(zhuǎn)換到低電壓，同時(shí)輸出電流較大，一般采用DC-DC電源，可根據(jù)輸入電壓、輸出電壓和負(fù)載電流選擇合適的DC-DC電源芯片，設(shè)計(jì)電源電路。圖4為M1107系列評(píng)估底板的電源設(shè)計(jì)，一級(jí)電源采用的是非隔離降壓DC-DC芯片,該芯片的輸入電壓范圍為4.5V-28V,輸出電流3A，符合12V輸入和5V/2A輸出的要求。

圖4M1107系列評(píng)估底板的電源設(shè)計(jì)

在一些干擾比較大或底板本身對(duì)干擾要求比較嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)景，一級(jí)電源可以考慮采用隔離電源方案，圖5中的一級(jí)電源使用的是ZLG致遠(yuǎn)電子的E_UHBD-15W系列隔離電源的E2405UHBD-15W,隔離電壓1500VDC,可有效解決系統(tǒng)因靜電、浪涌而導(dǎo)致供電不穩(wěn)定的問題。

圖5前級(jí)隔離電源方案