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初学都到电子工程师 很多电子工程师在某个方面精深钻研

--  作者：华夏
--  发布时间：2004-9-15 16:28:20

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2.9 线性电源：变压器、整流桥与三端稳压器

什么是线性电源？为什么叫线性？老树查了网络上的资料，也没有答案，只好等待高明教我。

PCB上需要供电，就需要电源。电源分2种，一种是线性电源，象7805，就是线性电源；

一种是开关电源，是将AC220V直接整流滤波成高压，推动功率管工作在100Khz以上，再整流滤波成低压。

开关电源的工作原理可以通过百度查到。

线型电源需要工频变压器，将AC220V变换成低压，经过全桥的整流，和大电容的滤波，成为脉动的直流，再经过三端稳压器，输出直流电压。

输出端还需要大的电解电容滤波。注意这时要选用足够大的电容容量和耐压值的电解电容。耐压值不够，你就等着听响吧。电容容量不够，
整流输出的电压和输出的电压的压差不够，输出电压会有纹波，单片机系统工作不正常。

通常电路板上需要的是DC5V，一般来说，现在的电路板，一片7805，再加散热片也基本够用了。功率越大，散热片也越大。

变压器有多种规格：

1、 普通E型矽钢片绕制的变压器，现在最大量的是广西普宁雄英出的变压器，通过了长城认证，质量是不错的，最大的好处是便宜，
现货量大；通常的规格是单9V、12V，双9V、12V等；可能这个地方出矽钢片，有这样的矿藏。

2、 环型变压器，象个椭圆型；

3、 最近好像圆形的变压器也多起来了，后2种变压器应该是漏磁小、发热少、效率高，大功率的整流时使用，当然单位瓦数也贵啊，
按照1元/W计算预算应该差不多了。

这2种变压器都需要定制，可以定制各种规格的。

4、 焊在电路板上的变压器，比较有名的是兵字品牌。在《电子技术应用》和《电子产品世界》上常年做广告。秦皇岛也有一家，
叫耀华。

怎么计算变压器需要多大的功率？

首先，计算功耗。比如：Dc5V/0.25A，也就是1.25W的功耗。

7805效率50％，变压器效率50%，就是说，需要6W的变压器。

Dc5V/0.25A的输入压差大概在3V，6V的变压器整流出来的电压是大约6×1.4＝8.4V，也差不多了。所有选用AC6V/6W的变压器。
再到市场上找一个差不多的变压器用上就行了。

注意：电流越大，压差越大；在电路工作的时候，可以拿示波器看看电源的波形是不是平稳。

78系列的芯片做的比较多而好的是美国国家半导体公司（national semiconductor）的LM780X和摩托罗拉公司MC780X 等2大系列。

78系列是高压差的稳压芯片，现在有低压差的稳压芯片，其机理参见沙占友老师的书籍。有LM2930、LM2937、LM2940C、LM2990等4个系列。

如果需要更大的电源供给，或者使用开关电源，或者去买成品的线性电源，象辽宁朝阳4NIC的电源，质量不错，价格也不错。

附：在网络上找到的一篇文章：

开关电源和线性电源的区别

   线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，
而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，
因而发热量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波
（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，
也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV以下）。
对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。
另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来说就是开关电源）。
还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻 
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--  作者：华夏
--  发布时间：2004-9-15 16:29:54

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2.10  开关电源芯片

相对于线性稳压器来说，开关电源在计算机主板上、工控机主板和各种各样的电路板上起着电压变换的作用。例如：将低电压，
比如：电池转换成稳定的3.3V或者5V，或者将高电压转化成DC5V、DC3.3V，或者将DC5V转换成3.3V和1.8V，
例如，ARM的电路板就需要这样的芯片，3.3V给ARM供电，1.8V给arm的core供电。以上
由于采用了开关电路，电源芯片的工作频率高，发热小，效率高。

同样的，还是芯片的巨头，MAXIM、LINEAR和TI等公司在电源转换芯片上是最为卓越，无论从产品的种类，还是质量都是上佳的；

经常看电子产品世界和电子技术应用的网友一定对maxim的电源芯片印象巨深。五花八门的电源芯片，
让你无法选择到底选用那种是自己的所需要的。

在maxim的产品树中，对电源是这样分类的：

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  

我们经常使用到的tchmode DC-DC Power Supplies ，这里有分成n种。老树比较熟悉的是step-down电源芯片，
也就是所谓的从高电压下降到低的电压的芯片；从低到高，当然是step-up电源芯片。

象philips的电动剃须刀，里面肯定有电源管理芯片，当电池电压下降，但是，电池又有电的时候，能够输出恒定的电压，
榨干电池内的最后一点电能，能够舒适地使用一段很长的时间。

比如，你的电路板上只有DC24V电压，但是，还需要Dc5V/2A的电源，这么高的压降，使用线性稳压器显然不合适，
如果使用DC/DC模块，成本太高，体积也比较大，所以，得选用一款芯片完成这个功能。

按照maxim给出的复杂的选择，根据你的要求，多选择几项，maxim会给出一个清单，在清单中去选择你最适合你的需求的芯片。

老树原来使用过的完成此项功能的芯片是：MAX724、LT1076；这2款芯片需要1个50uH的电感才能输出Dc5V电源；
但是，这种开关电源芯片有个好处，就是输入只要在它的允许的范围内波动，或者负载在变化，输出DC5V电源十分稳定。

电源的范围从Dc10V～DC40V，max724均能输出5A的DC5V电源。

Maxim724下载连接地址：

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

LT1076下载链接地址：

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

在ARM上使用的电源芯片是TI公司的TPS767D318。

下载链接：

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

在沙老师的书中，也介绍了几款电源转换芯片，可供参考。

如果是作为隔离电压产生，例如：5V转换成隔离的5V，用在光耦、通讯等电路中，去自己做隔离电路就有点划不来，
不如去买现成的DC/DC模块。这点国产的模块做的不错，象老树常用的Dc12V/DC5V500mA的模块，大约30元，质量还是不错的。

比较有名的电源转换模块，如：

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--  作者：华夏
--  发布时间：2004-9-15 16:32:28

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如果是作为隔离电压产生，例如：5V转换成隔离的5V，用在光耦、通讯等电路中，去自己做隔离电路就有点划不来，
不如去买现成的DC/DC模块。这点国产的模块做的不错，象老树常用的Dc12V/DC5V500mA的模块，大约30元，质量还是不错的。

老树常用的电源转换模块，如：

北京星原丰泰电子技术有限公司的SAPS系列DC/DC模块，这种模块很多厂家都是兼容的；

电源转换模块还有AC/DC、DC/AC等不同；具体不同可以参看厂家网站。

厂家链接：

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

另外一家生产微电源模块的厂家是：深圳市顺源科技有限公司。

厂家链接：

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

这种电源模块国产的质量不错了，完全可以取代进口产品。

DC/DC模块完全可以将输入输出的电源地连接在一起，作为普通的非隔离的电源转换器使用。

2.11 器件选购、芯片批号、封装知识等

在市场上买芯片，千万注意不要买到旧片、拆机片；旧片、拆机片有些凑合能用，有些干脆不行；即使现在能用，寿命肯定有限；

旧的就是旧的，肯定瞒不过有心人；主要是从芯片的管脚的崭新程度、芯片印刷的质量等仔细观察。

旧的芯片往往管脚参差不齐、搪锡发乌、包装的管子不够新；而且往往是芯片的表面发白，那是因为被打磨过了，
然后重新丝网印刷上厂家名称、批号等；

所以最好是买激光打标的器件，激光打标的产品肯定是新货，或者没有使用过的货；而且买的时候需要注意，
器件的批号最好是最近当年的或者是最近几个星期的产品；总而言之，别花冤枉钱，还影响产品的质量。

同样的产品，不同厂家的质量也不一样。我比较喜欢的是美国TI、摩托罗拉MC、MAXIM、LINEAR的产品；假的也少；

例如，max7219芯片上有一下标志：
MAXIM
MAX7219CNG
0323PY

MAXIM就是芯片的厂家；
MAX7219CNG是厂家的型号，CNG跟封装和7219这个系列产品的细微的差别有关；
03是指2003年；23是指该年的第23周；一年是52周，所以这个数字不会超出52；

激光打标是在芯片上形成一个暗色的与芯片表面有一个明显对比的标志；中关村的大恒公司就有激光打标机的业务；
但是未必是在芯片上打标；

有时，激光打标会产生类似暗黄色的标志，这跟激光器功率和芯片封装材料有关。

关于CA1161看门狗的原理和应用参见以下链接：

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

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

关于电源监控和看门狗的原理，参见以下链接：

http://www.icbase.com/newweb1/commend/uP/zongshu.asp#μP监控
http://www.icbase.com/newweb1/commend/uP/application3.asp#μP监控电路
http://www.icbase.com/newweb1/commend/uP/application3.asp#常见问题解答


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--  作者：华夏
--  发布时间：2004-9-15 16:38:33

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第三课 合格电子工程师是怎样炼成的？ 


不好意思，第二课没有写完，又开一课--老树当过老师，有毁人不倦的习惯，再者，这个问题想了很久了，也基本想通了。


在网络上很多初学者在问：怎样成为一个合格的电子工程师？


这个问题有很多答案。老树谈谈自己的看法。


第一步 入门-51核心和基本电路


中国人有10亿啊，每年有多少大学生毕业呢？我不知道。但是我看到有一张照片，招聘会上熙熙攘攘，人来人往，十分震撼。
从来没有一个时刻让我感觉到中国的人力资源是如此的丰富。但是，从现在的大学毕业出来的学生学到了什么东西呢？
一些理论，跟实际脱钩的理论。有没有用呢？有点用。但是，在企业中，需要的是实际干点事情出来，实际解决问题。
所以说，很多企业不想要大学本科出来的大学生，说动手，没有动手能力，不知道电阻电容长得什么样子，能够做什么？
但是又自视甚高，对工资的期望值比较高。等到能够干点事情了，又拍拍屁股跑了。
所以企业现在喜欢使用大专中专甚至是职业学校培训出来的小孩，至少这些孩子们知道自己的份量，能够实实在在地做事。
要知道，他们很多人的天赋并不差，有些人甚至可以说聪明，只是因为很多人是家庭条件不好，打小就是苦孩子，没有条件接受良好的教育。
一旦给机会，他们都比较珍惜。


现在的大学，误人子弟甚多。扩招是没有错，但是，实验室扩了吗？教室扩了吗？教师扩了吗？至少实验室是没有扩。
老树认得的一个研究生说，只有到了一个阶段，才能到实验室作实验。很多导师就是把学生当奴隶一样干活，
要是在干活中能够学到东西那就算是运气好的；运气不好的，直接就是导师的廉价的劳力了，学不到东西，活倒干了不少。



但是，既然学生要拿文凭，要应付考试，没有办法，那怎么自救？


如果励志要做一名出色的电子工程师，老树可以谈谈自己的看法。


做一个电子工程师，先从51学起，这是得到公认的。不需老树饶舌。


首先，去买一个开发板，越便宜的越好，在上面可以练练keil C。最好再买一个仿真器，这样调试的效率高。
当然这个不便宜，但是我觉得可以志同道合的哥几个合买。反正1天24小时，每人8个小时轮流上，有个几个月，C51语言也就差不多了。


其次，看看老树的文章，看看需要学点什么基本的东西。北京的大学生有福啊，没事到中发去转转，认认老树的文章上说得哪些电阻、
电容、三极管、芯片、接插件什么的，看看自己的电脑上的主板、网卡、声卡、显卡是怎么画的，找找感觉，这些板卡都是高手的杰作啊。


构思一个小的产品，按照老树文章上的思考题，找本protel99se的书，从每个菜单练起，循序渐进，
从单片机最小系统->输入->LED->RS232/RS422/RS485->固态继电器、继电器等原理图画起，边画边学，一点一点做，做好了，
最好找个高手看看，找出毛病在哪里，再反复改进。在这样的模拟实战中找到感觉。


推荐老虎工作室的protel 99系列4本，写的还是循序渐进的，当然不便宜；咬咬牙，可以合买一套，轮着看。


顺便说一句我对市场上的开发板的看法，这些开发板当然都不错，但是，只能学到语言，不能教你画原理图和PCB，
实际做的时候，还是需要高手带一带是最快的。我就是一个朋友教我的，也就半天的功夫，就会了。当时还是DOS下的protel 3.16版本。


以战养战。找个公司、企业，帮他们做个小产品，既能得到公司的高手的指点，又能赚到一笔费用，岂不甚佳？
这时，你的开发板、仿真器的费用就出来了。从原理图->PCB->C51，单片机也入门了。


第二步：登堂入室-掌握系统的电路知识


这时，需要对电子技术的所有东东进行全面的了解，主要是看看杂志、BBS、网站上的技术文章、何立民先生主持编著的
《单片机应用技术大全》系列，将单片机和它的配套的电路，输入输出、通讯等等做一个全面的了解。目标是为什么？系统的技术储备。
知道什么问题可以使用什么方法解决，可能在什么地方找到解决的方法，这对你以后走上工作岗位，解决实际问题是非常有好处的。
如果你真能这么做，那么，你今后肯定比单位中的老同志还要棒。


老树在国营研究所的时候，曾经有一段时间无所事事，就是在那一两年的时间内将研究所的技术杂志看了一遍，尤其是《电子技术应用》。
打下了一个良好的基础。


这时，争取机会，学习高手们的硬件设计。一个比较快的办法就是到工控机的厂家那里，看看工控机的板卡和调理板是怎样设计的，
都使用了哪些东西。记得老树第一次看到国外的一个器件，到处去问，也不知道是什么东东。后来在四通工控那里看到了，
原来是固态继电器。这时，脑子里关于固态继电器的知识都冒出来了。再一看，配套市场大把的。