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電路階躍響應解決方案

生活 更新时间:2024-10-11 22:08:39

工程師在開發一個新的電路項目工程,會根據需要實現的功能,制定一套完整的解決方案;比如

  • 通過運用光照傳感器,使電路系統能實時準确地采集太陽光照的強度;
  • 通過運用溫度傳感器,是電路系統能實時準确地采集環境的溫度;
  • 通過運用紅外人體PIR傳感器,是電路系統能實時準确地檢測人體的有無;


電路階躍響應解決方案(電壓上下跳變波動)1

電路項目開發

在這些電路開發案例中,都包含模拟傳感器的信号處理;而模拟傳感器的信号,工程師一般都會交由ADC采集芯片或者含有ADC采集功能的單片機計算處理;在ADC采集電路中

傳感器的工作電源電壓精确度直接影響信号的計算準确度,同樣原理,含有ADC采集功能芯片的工作電源電壓精确度也會影響信号的計算準确度;

工程師在開發電路,設計的系統電源電壓恒定為5.0V;實際情況卻由于外部輸入系統的電壓不穩定,導緻工作電壓不穩定,比如


電路階躍響應解決方案(電壓上下跳變波動)2

工作電壓上下跳變波動

紅色為工程師電路設計的理想電壓值5.0V,藍色為電路系統工作時實際的電壓值,在5.0V幅值上下跳變波動;

那麼針對這種上下跳變波動的電壓,工程師該如何去處理呢?有什麼電路方案可以解決呢?采用什麼芯片方案可以使其能穩定在某一恒值呢?

WD3168芯片作為電荷泵穩壓器,就可以解決類似的電壓波動問題;

WD3168芯片引腳定義


電路階躍響應解決方案(電壓上下跳變波動)3

WD3168引腳定義圖

  • Pin 1引腳:電源輸出引腳;
  • Pin 2引腳:電源GND引腳;
  • Pin 3引腳:芯片使能引腳,EN = 1有效;
  • Pin 4 & Pin 6引腳:電容連接引腳;
  • Pin 5引腳:電源輸入引腳;

電荷泵穩壓器,是一種電壓轉換器,能将不同電壓的幅值穩定在某一恒定值輸出;這是WD3168D芯片的基本電路作用;

工程師在使用此芯片開發電路方案,需要根據其具體的電路特性進行設計;

WD3168芯片應用電路圖


電路階躍響應解決方案(電壓上下跳變波動)4

WD3168芯片應用電路圖

WD3168芯片的應用電路,設計較為簡單,隻需3個外接電容即可;具體的工作過程表現為

假如VIN為工程師需要處理的上下跳變波動的電壓,通過WD3168芯片後,Pin 1引腳輸出的電壓VOUT則保持恒定為5.0V;其中EN為芯片工作的使能控制引腳,當EN為邏輯高電平時,芯片能正常工作;當EN為邏輯低電平時,芯片不工作;

需要強調說明,工程師在研發不同項目,可能會需要EN引腳功能,也有可能不需要EN引腳功能;

在使用EN引腳功能時,有兩種處理方案

1)方案一

如若電路系統中不存在類似于單片機的處理器,工程師可以直接将EN引腳上拉連接到VIN引腳;

2)方案二

如若電路系統中存在類似于單片機的處理器,工程師可以選擇單片機其中任意的普通IO引腳連接到EN引腳即可;

WD3168芯片使用範圍

工程師可能會有疑問,這麼好的芯片電路方案,似乎如獲至寶;芯片哥隻能說“呵呵”,you are too young too sample;在電路項目開發的道路上,還有很多需要提升的空間;

芯片設計公司在立項研發某一型号芯片,都是基于某一特定的電路問題而開發;與之類似WD3168芯片也隻能解決某一特定的電路問題,也就是它有自身的使用範圍

(a)上下跳變波動的電壓幅值

WD3168芯片VIN引腳輸入的電壓區間是2.7V~5.5V,也就是工程師處理上下跳變波動的電壓幅值不能超出2.7V~5.5V範圍;

(b)穩定的電壓幅值

WD3168芯片VOUT引腳輸出的電壓恒定值是5.0V,而且不能修改調整,換句話說工程師在利用此芯片設計電路,隻能将5.0V作為理想目标值;像典型的其他電壓3.3V與1.9V等等就不适用;

(c)工作電流

WD3168芯片最大的輸出驅動電流為300mA,對于一些功率比較大的電路項目應用,就顯得有些力不從心;


最後需要指出,WD3168芯片除了具有穩壓調節功能之外,工程師還可以将其當做DC-DC升壓功能芯片,可以将低于5V(但要超過2.7V)的電壓升壓到5.0V;


關于處理電壓上下跳變波動的電壓問題,相應的方案就介紹到這了,不知工程師在面對這類問題,之前是如何處理的?

本文由【芯片哥】原創撰寫,一個做電子元器件與芯片銷售的工程師,喜歡就關注芯片哥,和芯片哥一起加油吧

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