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標(biāo)題: 220V市電給單片機(jī)供電方案有哪些 [打印本頁(yè)]

作者: a13772174664 時(shí)間: 2025-10-20 21:22
標(biāo)題: 220V市電給單片機(jī)供電方案有哪些
前言

單片機(jī)作為核心控制芯片，廣泛應(yīng)用于家電，照明，工控，物聯(lián)網(wǎng)，醫(yī)電子，安防等領(lǐng)域。按照其供電方式主要有從電池取電和從220V交流取電兩種方式。電池取電直接采用DCDC/LDO方式即可。220V交流取電給單片機(jī)供電的方案較多，需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選擇合適方案。下面我們列舉常用的交流供電方案，并加以說(shuō)明分析，供大家討論交流。

1. 阻容降壓

阻容降壓是一種利用電容的“容抗”來(lái)限制交流電流的簡(jiǎn)易電源電路。它因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低而長(zhǎng)久的廣泛應(yīng)用于低成本的小家電產(chǎn)品上。

原理：

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阻容降壓

2025-10-20 21:17 上傳

如上圖所示為最簡(jiǎn)阻容降壓電路，

電容C的容抗對(duì)輸入的交流電限流后由ZD1穩(wěn)壓。D1實(shí)現(xiàn)單向整流后經(jīng)電容C1濾波后給負(fù)載供電。

注意點(diǎn)：

因?yàn)榻涣麟娭苯幼饔糜陔娙荩虼艘驝為無(wú)極性電容，一般選用體積較大的插件CBB電容，并同時(shí)搭配其泄放電阻R1。

因?yàn)檎麄€(gè)電路無(wú)主動(dòng)調(diào)控功能，輸出電壓存在較大的工頻紋波，須較大的C1電容才能實(shí)現(xiàn)相對(duì)恒定的輸出。

因?yàn)檎麄€(gè)通路依靠電容C限流，當(dāng)輸入有高頻跳變，如插拔或浪涌時(shí)，C的限流會(huì)有較大的突變�？煽科鹨�(jiàn)，最好在輸入額外增加熱敏PTC+壓敏電阻VDR進(jìn)行限流限壓保護(hù)。

特點(diǎn)：

阻容降壓電路器件多為插件，一般采用單面板人工插件生產(chǎn)，其綜合成本并非最優(yōu)。

CBB電容是關(guān)鍵器件，可靠性較差。更大的電流能力，需要更大體積的CBB電容。

2. 常規(guī)AC/DC芯片

AC/DC開(kāi)關(guān)電源方案是目前主流的供電選擇。除非特殊要求，一般選擇非隔離的AC/DC開(kāi)關(guān)電源方案。根據(jù)帶載能力和輸出電壓有不同的規(guī)格可選。因其結(jié)構(gòu)成熟，產(chǎn)品選擇性多，兼容性好，是目前應(yīng)用最多的供電方案。

原理：

如上圖所示為典型的非隔離降壓型電路。

控制芯片U1檢測(cè)輸出電壓逐周期調(diào)整開(kāi)關(guān)時(shí)序以應(yīng)對(duì)輸入和輸出的變化。

注意點(diǎn)：

開(kāi)關(guān)電源的調(diào)試需要一定設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)器件參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

控制芯片的開(kāi)關(guān)頻率一般設(shè)計(jì)在40K左右，當(dāng)輸出負(fù)載突變時(shí)，受限于開(kāi)關(guān)頻率調(diào)整的響應(yīng)速度，會(huì)存在一定的波動(dòng)，此時(shí)需要較大的輸出電容來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出瞬態(tài)穩(wěn)定。

控制芯片存在最低輸入電壓要求，需要高壓電容濾波后給芯片供電。

因?yàn)殚_(kāi)關(guān)頻率的影響，會(huì)存在EMI的問(wèn)題，需要額外的電容+電感+電容組成的Π型濾波器。并且電路走線影響較敏感，需具備足夠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)化。

特點(diǎn)：

效率高，輸出電流能力較強(qiáng)。

3. 線性穩(wěn)壓芯片直接供電

近年出現(xiàn)并廣泛應(yīng)用的線性穩(wěn)壓芯片是一種新的供電方案。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本極低，優(yōu)異的性能和可靠性開(kāi)始逐漸替代阻容降壓和開(kāi)關(guān)電源的小電流輸出應(yīng)用。越來(lái)越多的被應(yīng)用到類(lèi)似直發(fā)器，電風(fēng)扇，電熱毯這樣的小功率家電產(chǎn)品中。

原理：

如上圖所示為采用慧創(chuàng)芯耀的SI1211芯片的高壓線性穩(wěn)壓方案。

芯片直接從整流二極管后取電，無(wú)需濾波電容。

芯片在交流輸入谷底附近取電存儲(chǔ)在VDD管腳的大電容上。然后經(jīng)內(nèi)部LDO從VDD電容上取電輸出極穩(wěn)定的5V，幾乎無(wú)紋波。

注意點(diǎn)：

因?yàn)槭羌兙€性方案，受限于散熱，其帶載能力一般限制在30mA以?xún)?nèi)。

特點(diǎn)：

SI1211純線性方案在輸出5V/30mA以?xún)?nèi)的應(yīng)用上，達(dá)到極致性?xún)r(jià)比和最小尺寸。

4. 半線性穩(wěn)壓芯片供電

半線性穩(wěn)壓芯片是最新出現(xiàn)的一類(lèi)供電方案，其結(jié)合了開(kāi)關(guān)電源和線性穩(wěn)壓芯片各自的優(yōu)點(diǎn)。

使得其輸出最大能達(dá)到120mA，無(wú)需濾波電路即可過(guò)EMI。其輸出精度和穩(wěn)定性遠(yuǎn)超開(kāi)關(guān)電源。

原理：

如上圖所示為市場(chǎng)上最新的,慧創(chuàng)芯耀的半線性穩(wěn)壓芯片輸出5V/120mA的SI13305方案。

從結(jié)構(gòu)上能明顯看到其在純線性SI1211方案上增加了一個(gè)小尺寸的儲(chǔ)能電感，從而將純線性方案和開(kāi)關(guān)電源方案的各自?xún)?yōu)勢(shì)結(jié)合到一起。

特點(diǎn)：

芯片的輸入端依然直接從整流二極管后線性取電，無(wú)高頻開(kāi)關(guān)動(dòng)作避免了EMI問(wèn)題。因此無(wú)需任何輸入濾波電路。

輸出端依然只需要兩個(gè)電容，且容值最低可到10uF,可全陶瓷貼片。加上小尺寸的貼片電感，可以做到比純線性方案還小的體積。

通過(guò)外圍電路的調(diào)整可方便實(shí)現(xiàn)雙電壓輸出，例如同時(shí)輸出5V和12V,用于給MCU和繼電器等供電。

總結(jié)

以上列舉的四種220V市電轉(zhuǎn)5V的方案其實(shí)體現(xiàn)了技術(shù)在細(xì)分市場(chǎng)下的進(jìn)步。

早期分立器件的阻容降壓電路是低成本的選擇，開(kāi)關(guān)電源的興起解決了絕大多數(shù)的供電場(chǎng)景。但對(duì)于5V/200mA以?xún)?nèi)的輸出應(yīng)用，開(kāi)關(guān)電源就沒(méi)有性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。

要么采用性能可靠性較差，但偏移的阻容降壓，要么增加成本采用開(kāi)關(guān)電源方案。

作者: devcang 時(shí)間: 2025-10-21 08:50
RC倒是用過(guò)

平時(shí)要么開(kāi)關(guān)電源、要么隔離電源模塊

作者: 1357745106 時(shí)間: 2025-10-21 10:33
這個(gè)提供5V/3.3V/2.7V無(wú)電感選擇