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題目是想把正常5.5V、偶爾可達12V的電壓降為穩定的5V輸出。這會用到降壓電源晶片,但是壓差只有0.5V,那麼三端穩壓器7805以及LM317等常用的降壓IC就不能用了。本文介紹一款線性低壓差的降壓IC:LP2992-5V。如下圖是用該晶片所設計的降壓電路。
該晶片的輸入範圍為DC(2.2-16)V,輸出範圍為DC(1.5-5)V,本文所使用的為5V輸出的IC,輸出電流最大可達250mA,輸出精度為1%。該晶片為超低壓差,在滿載250mA輸出時,壓差僅為0.45V,負載電流為1mA時,壓差僅為5mV。工作溫度為(−40°C- +125°C),常用的封裝有SOT-23-5和WDFN-6等。兩種常用封裝的實物圖如下圖所示。
該晶片輸入範圍廣,輸出電壓精度高,低壓差、轉化效率高;封裝小,佔用空間小,適合小體積的產品;電路設計簡單。
根據提問者的意思,想要把平時輸出5.5V、偶爾輸出12V的電壓穩定5V輸出。可實現的方法有穩壓管以及電源晶片穩壓等,由於提問者並沒有詳細說明5V後端的負載情況,下面分兩種情況分析:
(1)若負載電流小於2.5mA,比如5V的作用為基準源、參考源或者電壓取樣等,可採用5V穩壓管進行穩壓,其原理如下圖所示。限流電阻200Ω左右,5V穩壓管的最大穩壓電流必須35mA以上。若負載電流2.5mA,當輸入電壓為5.5V時,穩壓管無電流,限流電阻R的電流為負載電流,其壓降為2.5mA*200Ω=0.5V,輸出正好為5V;若輸入電壓為12V時,穩壓管為了使其輸出穩壓在5V,限流電阻R的壓降必須為12V-5V=7V,限流電阻R的電流為7V/200Ω=35mA,此時穩壓管的穩壓電流為35mA-2.5mA=32.5mA。
(2)若5V輸出後端負載較大,一般作為電源使用,可以使用DCDC電源晶片或模組進行穩壓,選擇輸入電壓範圍覆蓋5.5V~12V,輸出為5V的電源晶片或模組即可。
比如選用LM2577進行舉例說明,LM2577是一款升降壓電源IC,其最大工作電流為3A,輸入電壓範圍3.5V~40V,轉換效率90%左右。下圖為官方推薦的典型原理圖,其輸出電壓為Vout=1.23V×(1+R1/R2),根據要求選擇合適的R1和R2阻值。即可實現合適的電壓輸出。若要輸出5V,則令1.23V×(1+R1/R2)=5可求出R1/R2=3.065,選取合適的電阻,使其比值等於或者接近該值即可。
下圖為LM2577電源模組原理圖,R1為電位器,可透過電位器調節輸出電壓。
下圖為LM2577電源模組實物。