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《嵌入式系统硬件设计》教程 第九讲 嵌入式体系中的基础电子线路 设计 编著与讲演：怯肇乾 一．上述相关讲义的回顾与知识准备 相关讲义的回顾：嵌入式硬件体系中的相关基础电路及其作用。 知识准备：整流、滤波、监控、复位、振荡器、掉电保持、待机、电磁抑制、低功耗等； 二．电源供应及其监控电路的设计 1 ．AC-DC 变换电路 ⑴AC-DC 电源：电路组成：变压、整流、稳压、滤波。常用主要器件：DC-DC 半/全桥、LM 系列稳压器件等。 ⑵DC-AC 逆变电源：常用于LCD 的EL 与CCEL 背光电路，可用IC 器件搭建，也可用成品模块。IC 器件搭建背光电路，如IMP 的IMP525/562/803 ， 配合少许阻容感器件，构成EL 背光电路；Maxim 的Max1635 配合变压器构成EL 背光电路；Maxim 的Max1610 、Linear 的1182 或TI 的 Vcc3972 与变压器件搭建CCEL 背光电路。成品背光模块如森宝的VET-N1210-01 CCEL 模块、精电逢远的PYE 系列EL/CCEL 模块。用IC 1 器件搭建背光电路，可以紧凑设计结构并降低成本，常常在嵌入式系统设计中采用。 Vin XC6203X252 2.5V 2 ．DC-DC 变换电路 Vin Vout + GND + 常见DC-DC 变换的类型有：升压、降压、恒压、恒流、倍压、负压等。 1u 1u 嵌入式系统中常需进行1.2V、1.5V、1.8V、2.5V 、3.3V、5V 等特殊器件电源供应电路设计。 很多半导体厂商生产各种类型的系列微功耗高性能电源器件，如 Torex 的XC6203 系列、 Richtek 的RT9168/A 系列电压调整器，AME 的AME8800 系列、AME8811 系列降压器，On Somlconductor 的NCP1400A 系列、Maxim 的Max1795 系列升压器，等等，这些器件，提供的输出电压可是1.5~5V 间的任一值，±1.2~±2.5% 的精度，最大输出电流在 100~500mA。选用这些器件，外配几支阻容感器件或肖基特二极管件，就可设计出适合LCD 控制驱动器件的基本 电源电路。右上图是2.5V 电源变换电路，非常简洁。 选择器件时要注意其变换效率和欧姆功率。 3 ．系统电力监控电路 通常采用专用监控IC 器件对系统或其某部分电路的电压变化进行监视，一旦监测点电压低于设定值，即产生报警，引起CPU 进行关键 性数据存储，关掉大功耗电路模块，进行主备电源切换等。 常用的电压监控IC 器件：IMP 的IMP811(2)、 Torex 的X61A(C)系列、Holtek 的HT70xx 系列、Ricoh 的RT31xxx1 系列等。 一些专用复位器件里也含有类似的电压监视模块，如TI 的TPS31xx 系列、IMP 或Maxim 的705、706、708、813 等。 4 ．交流/ 电池供电系统的电源切换 多用于便携式产品设计中，切换过程应该尽量避免用户干预、保证能量损失最少。具体设计中要避免在电池供电回路中插入串联元件， 因为，当电池电压较低时，串联元件将会在电流回路中引起额外的电压降，从而降低总体转换效率。减小电池电流回路中的电阻可有效延长电 池寿命。当插入墙上适配器时，任何由电池供电的DC/DC 电路应从电池中吸取电流最小（最好为零）；交流电源供电时，系统需防止对电池的 反向充电，除非充电是被一个充电电路所控制。设计中常采用的方法