LM431精密+3.3V产生电路

LM431稳压器电路详解
最新推荐文章于 2025-05-15 09:41:34 发布
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原文链接：http://www.cnblogs.com/lemonzhang/p/9234394.html
本文介绍如何使用三段可调并联稳压器LM431电路产生精密+3.3V电压。输出电压仅与电阻R35、R38相关，并提供计算公式。内部基准电压2.5V保持恒定不变。

      精密+3.3V电压通过三段可调并联稳压器LM431电路产生．LM431稳压电路如下图所示．

       输出电压 UO仅与电阻 R35、R38 有关，计算公式如下：

       式中常数2.5为内部基准电压，其保持恒定不变．

  转载需说明出处，笔者总结之前的知识，与大家分享，有问题的可以留给我哦~

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<think>好的，我现在需要帮用户解决关于3.3V过压保护电路的设计方案和布局问题。首先，我得回顾用户的问题，确保我理解正确。用户想了解如何设计一个3.3V的过压保护电路，特别是实现方案和电子元器件的布局。同时，用户提到了参考的引用资料，涉及电源设计、稳压芯片电路和PCB设计资源，可能需要结合这些内容。 首先，我需要确定过压保护电路的基本原理。过压保护通常用于防止电压超过某个阈值，从而保护后续电路。常见的方案可能包括使用电压检测IC、MOSFET、TVS二极管等元件。接下来，我应该考虑不同的实现方案，比如基于电压监控IC的方案和分立元件的方案，比较它们的优缺点。 然后，关于PCB布局，用户可能关心如何正确放置元件以减少噪声、提高稳定性。需要考虑电源路径、地线设计、敏感信号隔离等问题。此外，参考引用中的资料提到PCB布局的重要性，特别是电源电路的设计，这可能涉及到大电流路径的布线和散热处理。 接下来，我需要检查用户提供的引用内容是否有相关设计的信息。引用[2]提到了24V转3.3V的稳压芯片设计，可能涉及到LDO的使用，但过压保护是不同的功能，可能需要额外的电路。引用[1]讨论了12V输入电路的PCB布局，可能对电源布局的一般原则有帮助，比如输入滤波电容的位置、电源路径的宽度等。 现在，我需要整理过压保护电路的设计步骤。首先确定保护阈值，比如3.3V允许的过压范围，可能是3.6V或更高。然后选择检测元件，比如电压监控IC，如TPS3700，或者使用比较器和基准电压源的分立方案。然后选择切断电源的元件，如MOSFET，在过压时断开电路。 关于布局部分，需要将电压检测部分靠近受保护电路的输入端，确保快速响应。大电流路径要短且宽，减少阻抗和发热。地线设计要合理，避免噪声干扰。TVS二极管应靠近接口位置，及时吸收浪涌。 此外，还需要考虑元器件的选型，比如TVS的钳位电压、MOSFET的耐压和导通电阻，以及滤波电容的容值。参考引用中的BOM清单可能对选型有帮助，但需要具体针对过压保护电路进行调整。 可能还需要考虑测试和保护响应时间，如何验证电路在过压时的动作是否及时可靠。引用中的PCB布局示例可能提供一些参考，比如元器件的排列和散热处理。 最后，确保回答结构清晰，分步骤说明设计方案和布局要点，并引用提供的资料中的相关内容。同时生成相关问题，帮助用户进一步探索。</think>### 3.3V过压保护电路设计与实现方案 #### 一、过压保护电路设计方案 1. **基础原理** 过压保护电路的核心功能是当输入电压超过设定阈值（如$3.6\text{V}$）时，快速切断电源或限制电压，保护后端负载。常用实现方式包括以下两种： 2. **方案一：电压监控IC+MOSFET** - **核心器件**：电压监控IC（如TPS3700系列）搭配N-MOSFET（如AO3400）。 - **工作原理**： 监控IC实时检测输入电压，当$V_{\text{in}} > 3.6\text{V}$时，控制MOSFET关断电源通路。 $$ \text{动作条件: } V_{\text{in}} \geq V_{\text{ref}} + \Delta V $$ 其中$\Delta V$为芯片的迟滞电压，防止误触发[^1]。 - **优点**：响应快（μs级），集成度高，适合精密场景。 3. **方案二：分立元件（比较器+基准源）** - **核心器件**：比较器（如LM393）、基准源（如TL431）、MOSFET。 - **工作原理**： TL431生成$3.6\text{V}$基准电压，比较器输出驱动MOSFET。当输入电压超过基准时，MOSFET关断。 - **优点**：成本低，灵活性高，适合非关键性保护场景。 4. **辅助保护元件** - **TVS二极管**：在输入端并联$3.6\text{V}$ TVS（如SMAJ3.3A），吸收瞬态过压能量[^2]。 - **滤波电容**：添加$0.1\mu\text{F}$陶瓷电容和$10\mu\text{F}$电解电容，抑制电压波动。 --- #### 二、PCB布局设计要点 1. **核心原则** - **短路径**：过压检测信号走线尽量短，减少干扰。 - **电源分离**：高压（输入）与低压（输出）区域间隔$2\text{mm}$以上，避免耦合。 2. **关键布局步骤** - **输入滤波电容**：将陶瓷电容（$0.1\mu\text{F}$）和电解电容（$10\mu\text{F}$）靠近电源输入端布局，形成第一级滤波。 - **TVS二极管**：放置在输入接口附近，接地引脚直接连接至铺铜区域。 - **MOSFET布局**： - 电源通路（如$V_{\text{in}}$到负载）走线宽度≥$1.5\text{mm}$（承载3A电流）。 - MOSFET散热焊盘下方增加过孔阵列，提升散热能力[^2]。 - **地平面设计**：采用单点接地，避免数字地与功率地相互干扰。 3. **敏感信号处理** - 比较器/监控IC的反馈信号走线远离高频或大电流路径。 - 基准电压源（如TL431）周围预留“静默区”，避免覆铜。 --- #### 三、典型电路参考 ```python # 过压保护动作逻辑伪代码示例 if input_voltage >= 3.6: disable_power_mosfet() else: enable_power_mosfet() ``` ---
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