DCDC电路设计方案：3.6V稳压输出为2.5V

引言

DCDC电路，即将一种直流电压转换为另一种直流电压的电路，广泛应用于各种电子设备中。在实际应用中，有时需要将3.6V的电压稳定输出为2.5V，以满足特定负载的供电需求。本文将详细介绍如何实现这一转换，包括主控芯片的选择、电路设计以及各部分的作用。

一、DCDC电路基本原理

DCDC电路通过电力电子器件和控制电路实现直流电压的变换。这些电力电子器件包括开关管、二极管和电感等，通过调整电路的工作方式，将输入的直流电压进行转换和调整，生成所需的输出电压。控制电路则负责对电力电子器件进行精确的控制和保护，以确保输出电压稳定可靠。

DCDC电路的主要功能包括电压升、降和稳定。当输入电压高于输出要求时，DCDC电路可实现电压的降低，使电路能够正常工作；当输入电压低于输出要求时，DCDC电路可实现电压的升高，提供所需的电压供给。此外，DCDC电路还能够稳定输出电压，以应对输入电压波动或负载变化，确保电路运行的稳定性和可靠性。

二、主控芯片选择及其作用

在选择DCDC转换芯片时，需要考虑多个因素，包括输入电压范围、输出电压和电流、效率、静态电流、噪声、热性能、尺寸、成本以及制造商的支持等。以下是几种常用的DCDC转换芯片及其特点：

1. AMS1117系列

AMS1117系列是一款低压差线性稳压器（LDO），具有高效率、低噪声和低静态电流的特点。该系列芯片能够提供固定输出电压版本，如AMS1117-2.5，可直接输出2.5V的电压。此外，AMS1117系列还提供可调输出电压版本，如AMS1117-ADJ，通过外部电阻可以调整输出电压。

• 型号：AMS1117-2.5、AMS1117-ADJ

• 作用：

• AMS1117-2.5：直接输出2.5V的固定电压，适用于需要稳定2.5V供电的负载。

• AMS1117-ADJ：通过外部电阻调整输出电压，适用于需要灵活调整输出电压的场合。

2. LM4040系列

LM4040系列是一款精密基准稳压源，能够提供高精度的输出电压。该系列芯片具有低温度系数、高稳定性和低噪声的特点，适用于作为比较器基准、AD采样基准、DA输出基准等。

• 型号：LM4040-2.5V

• 作用：提供2.5V的精密基准电压，适用于需要高精度基准源的场合。

3. LT1764系列

LT1764系列是一款低压差的LDO稳压器，具有高效率、低噪声和低静态电流的特点。该系列芯片提供多种固定输出电压版本，如1.5V、1.8V、2.5V、3.3V，以及可调输出电压版本。

• 型号：LT1764-2.5

• 作用：直接输出2.5V的固定电压，适用于需要稳定2.5V供电且电流较大的负载。

4. TL431

TL431是一款可控精密基准稳压源，具有高精度、低温度系数和低噪声的特点。其输出电压范围在2.5V至36V之间，通过外部电阻可以调整输出电压。

• 型号：TL431

• 作用：通过外部电阻调整输出电压，适用于需要灵活调整输出电压且精度要求较高的场合。

三、电路设计

1. 使用AMS1117-2.5的电路设计

AMS1117-2.5是一款固定输出电压为2.5V的LDO稳压器，电路设计相对简单。以下是一个典型的电路设计：

• 输入电压：3.6V

• 输出电压：2.5V

• 输出电流：最大1A

电路图：

VIN ----+----->|AMS1117-2.5|-----> VOUT (2.5V)

|         |

|         GND -----> 接地

|

+-----> 输入电容 (Cin, 1μF)

元件选择：

• 输入电容（Cin）：1μF，用于稳定输入电压，减小输入电压波动对输出电压的影响。

• 输出电容（Cout）：10μF，用于稳定输出电压，减小输出电压的纹波。

设计要点：

• 确保输入电压在AMS1117-2.5的输入电压范围内（通常为4.5V至20V，但AMS1117系列在3.6V时仍能工作，但需注意压差和散热）。

• 选择合适的输入和输出电容，以减小电压波动和纹波。

• 在实际应用中，可能需要根据负载电流和散热情况添加散热片。

2. 使用TL431的电路设计

TL431是一款可控精密基准稳压源，通过外部电阻可以调整输出电压。以下是一个使用TL431将3.6V稳压输出为2.5V的电路设计：

• 输入电压：3.6V

• 输出电压：2.5V

• 输出电流：根据负载情况确定

电路图：

VIN ----+----->|R1|----->|TL431|-----> VOUT (2.5V)

|         |          |

|         |          GND -----> 接地

|         |

+-----> |R2|

元件选择：

• R1：选择合适的电阻值，与TL431内部的参考电压（2.5V）和输出电压（2.5V）形成分压电路。

• R2：根据R1的值和所需的输出电压（2.5V）计算得出。

• 输出电容（Cout）：用于稳定输出电压，减小输出电压的纹波。

设计要点：

• 根据TL431的参考电压（2.5V）和所需的输出电压（2.5V），计算R1和R2的值。

• 确保输入电压在TL431的工作范围内。

• 选择合适的输出电容，以减小电压波动和纹波。

3. 使用LM4040-2.5V的电路设计

LM4040-2.5V是一款精密基准稳压源，直接输出2.5V的电压。以下是一个典型的电路设计：

• 输入电压：3.6V

• 输出电压：2.5V

• 输出电流：根据负载情况确定

电路图：

VIN ----+----->|LM4040-2.5V|-----> VOUT (2.5V)

|         |

|         GND -----> 接地

|

+-----> 输入电容 (Cin, 1μF)

+-----> 输出电容 (Cout, 10μF)

元件选择：

• 输入电容（Cin）：1μF，用于稳定输入电压。

• 输出电容（Cout）：10μF，用于稳定输出电压。

设计要点：

• 确保输入电压在LM4040-2.5V的工作范围内。

• 选择合适的输入和输出电容，以减小电压波动和纹波。

• 在实际应用中，可能需要根据负载电流和散热情况添加散热片。

4. 使用LT1764-2.5的电路设计

LT1764-2.5是一款低压差的LDO稳压器，直接输出2.5V的电压。以下是一个典型的电路设计：

• 输入电压：3.6V

• 输出电压：2.5V

• 输出电流：最大3A

电路图：

VIN ----+----->|LT1764-2.5|-----> VOUT (2.5V)

|         |

|         GND -----> 接地

|

+-----> 输入电容 (Cin, 1μF)

+-----> 输出电容 (Cout, 10μF)

元件选择：

• 输入电容（Cin）：1μF，用于稳定输入电压。

• 输出电容（Cout）：10μF，用于稳定输出电压。

设计要点：

• 确保输入电压在LT1764-2.5的输入电压范围内（通常为2.7V至20V）。

• 选择合适的输入和输出电容，以减小电压波动和纹波。

• 在实际应用中，可能需要根据负载电流和散热情况添加散热片。

四、设计注意事项

1. 输入电压范围：确保输入电压在所选DCDC转换芯片的工作范围内。

2. 输出电压和电流：根据负载的电压和电流需求选择合适的DCDC转换芯片。

3. 效率：高效率的DCDC转换芯片能够减少能量损耗，提高系统的整体效率。

4. 静态电流：静态电流是指在无负载情况下DCDC转换芯片消耗的电流。选择具有低静态电流的芯片有助于降低系统的功耗。

5. 噪声：某些应用场景对噪声敏感，因此需要选择具有低噪声特性的DCDC转换芯片。

6. 热性能：根据负载电流和工作环境温度，确保DCDC转换芯片能够正常散热，避免过热损坏。

7. 尺寸和封装：根据PCB布局和空间限制，选择合适的DCDC转换芯片尺寸和封装类型。

8. 成本：在满足性能要求的前提下，考虑成本因素，选择性价比高的DCDC转换芯片。

五、测试与验证

在完成DCDC电路的设计后，需要进行测试与验证，以确保电路能够正常工作并满足设计要求。以下是一些测试与验证的步骤：

1. 上电测试：首先，将电路连接到稳定的电源上，并逐渐增加输入电压至设计值。观察输出电压是否稳定，并检查电路是否有异常发热或短路现象。

2. 负载测试：在电路输出端连接不同阻值的负载，观察输出电压的变化情况。确保在最大负载条件下，输出电压仍能保持稳定。

3. 纹波测试：使用示波器测量输出电压的纹波，确保纹波值在设计要求范围内。

4. 效率测试：测量输入功率和输出功率，计算DCDC转换电路的效率。确保效率值满足设计要求。

5. 温度测试：在高温和低温环境下对电路进行测试，观察输出电压和效率的变化情况。确保电路能够在不同温度下正常工作。

6. 长时间运行测试：将电路连接到稳定的电源上，并长时间运行。观察电路的稳定性和可靠性，确保电路能够长时间正常工作而不会出现故障。

六、结论

本文介绍了将3.6V电压稳压输出为2.5V的DCDC电路设计方案，包括主控芯片的选择、电路设计以及测试与验证步骤。在选择主控芯片时，需要考虑输入电压范围、输出电压和电流、效率、静态电流、噪声、热性能、尺寸和成本等因素。在电路设计中，需要确保输入电压在所选DCDC转换芯片的工作范围内，并选择合适的输入和输出电容以减小电压波动和纹波。在完成电路设计后，需要进行测试与验证，以确保电路能够正常工作并满足设计要求。

通过合理的电路设计和测试验证，可以实现将3.6V电压稳定转换为2.5V的DCDC电路，为各种电子设备提供稳定的供电支持。同时，在选择主控芯片和元件时，需要综合考虑性能、成本和可靠性等因素，以确保电路的整体性能和可靠性。