单片机是一种广泛应用于电子设备中的微型计算机芯片,需要工作电源才能正常运行。由于单片机需要的电源一般为低电压直流电,而市电输出的电压为高压交流电,因此需要通过电源转换进行处理。
电源转换作为单片机电路中不可或缺的一部分,可将市电输出的高电压交流电转换为单片机需要的低电压直流电并为单片机供电。因此,在单片机的设计和制造过程中,电源转换的可靠性和质量是非常重要的。
目前单片机电源转换的方式主要有以下两种:
线性电源转换方式是一种传统的电源转换方式,其转换效率低,但实现简单,成本相对较低,适用于一些对转换效率要求不高的应用场景。在该方式下,市电先通过变压器降压后得到低电压交流电,再通过整流、滤波等过程变成低电压直流电,最后通过稳压电路将电源电压稳定在单片机需要的范围内。
开关电源转换方式是一种高效、稳定的电源转换方式,转换效率较高。其基本原理是利用开关管控制电源电压的开关状态,通过控制开关管导通和截止来实现电源电压的变换,再通过滤波和稳压电路等环节得到单片机需要的低电压直流电。
无论采用何种方式进行电源转换,其基本组成部分都包括以下几个环节:
变压器环节将市电高电压降为单片机需要的低电压交流电。
整流环节将变压器输出的交流电转换为直流电。
滤波环节用于滤除直流电中的纹波成分,使得输出电源电压更加稳定。
稳压环节是为了保证输出的电源电压具有稳定性和可靠性,防止因电压波动而对单片机带来的损伤。
电源转换在电子设备中应用广泛,主要用于单片机、集成电路、电力供应等领域。其中,在一些大小体积有限的设备中,如手机、笔记本电脑等电子产品中,由于空间限制,采用线性电源转换不易实现,而采用开关电源转换则可以解决体积问题,故一般采用开关电源转换方式为主要电源转换方式。