9、电子电路设计：从电源到智能开关的全面指南

电子电路设计：从电源到智能开关的全面指南

1. 5V SMPS 电路设计

设计开关模式电源（SMPS）相较于线性稳压器更为复杂，需要具备电力电子和开关器件方面的经验。本次要设计的 SMPS 具有以下特点：
- 输出 5V、2A 的电流。
- 输入电压范围为 90VAC - 230VAC。
- 体积紧凑。
- 具备隔离、短路和过压保护功能。

为了实现紧凑的设计，应尽量使用表面贴装器件（SMD）来缩小 PCB 的尺寸。下面来看典型 SMPS 的工作原理以及构建电路所需的组件。

工作流程如下：
1. 整流 ：使用桥式整流器对交流电压进行整流。
2. 滤波 ：在桥式整流器后连接电容，去除直流纹波。
3. 保护 ：在交流火线串联慢熔保险丝或玻璃保险丝，防止电路短路。
4. 转换 ：开关电路将低频直流信号转换为高压交流 PWM 信号。由于开关频率较高（kHz），需要使用小型降压变压器。
5. 隔离与整流 ：变压器提供磁隔离和电隔离，其输出通过肖特基二极管整流，再经大电容滤波。
6. 缓冲与滤波 ：在肖特基二极管并联缓冲电路（由低阻值电阻和电容构成），输出端使用 LC 滤波器进一步抑制纹波。
7. 反馈调节 ：通过电压分压器和电压比较器感测输出电压，比较器控制隔离器 IC，触发开关电路，以维持稳定的输出电压。

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