一、电源转换的基本考虑
从实际应用出发，简单说明一下电源转换需要考虑的一些基本事项。以下几点都是我们在产品设计中会考虑的方面。它们并不全面，只能作为参考。
1.电压
当然，电压是第一个直观的因素，写这篇文章的目的是为了方便自己和大家在以后不同的压差下更快的做出自己的计划。
目前常见的单片机系统大多采用3.3V供电，所以我们主要讨论如何产生3.3V的电压。
1.1最大输入电压
输入电源可以是5V、9V、12V、24V甚至更高。
首先，方案输入电压固定后，选择功率转换芯片时首先关心的是最大输入电压，所以在选择类型时，我们首先需要关注芯片说明书中给出的DC输入电压。
我以HTC型号：LM1117S-3.3为例：
117输入居然能达到20V==！你为什么这样叹气？我们稍后会解释。
通过这个参数，我们可以选择很多很多备选芯片。
最大输入电压是首先要注意的参数，但也是实际使用中最薄弱的参数。它就像悬崖边上的围栏，在那里保护你的安全，但正常人绝对不会想到(也不会建议)跑到那边去瞎逛！
一般来说，DC/DC芯片可以支持比LDO更大的输入电压。
1.2压力差
与输入电压相比，低压差的概念一般被忽略。这个概念是什么意思？
也就是说，要想产生想要的输出电压，输入电压和输出电压必须有一定的差值，也就是说输入电压至少要远大于输出电压。
以HTC型号：LM1117S-3.3为例：
上图中的低压差是输入1A电流时的1.2V，也就是说如果我们假设输出是3.3V，那么他的输入电压至少应该是4.5V，如果输入电压是4.0V，那么很有可能会出问题，得不到我们想要的3.3V。
虽然这个问题不经常遇到，但是博主确实遇到过。很久以前在使用24V转5V，然后5V转3.3V的普通电路中5V的出口加了一个二极管，为了起到一定的保护作用，一开始没有使用肖特基二极管，直接用了一个4148，所以压降在0.7V以上，导致5V转3.3V电路异常==！后来换成了肖特基二极管，这样压降就没那么大了，问题就解决了！容易出问题！
总的来说，电压差在实际使用中遇到的问题并不多，因为方案中一般都给出了标准输入值。只有在一些特殊的低压环境下，需要得到更精确的电压，比如3.3V到3.0V，3.3V到2.5V等特殊情况。
一般来说，LDO的低压差要比DC/DC小得多。
2.目前的
电流，主要是关于负载电流，就是你的方案中转换成3.3V后需要接多少负载。
比如一个STM32F103的最小系统，再加上一些常用的，就是常用的！外围电路，说几十毫安多一点，也是天价。
除了所选的MCU，一些常见的电阻和电容也可以不小心计算出来。如果连接传感器，传感器数据中会有注释，专门解释功耗。如果是低功耗的传感器，就不用管那么多了。一般来说，注意所有选择的元件的功耗，加起来大概是你负载的功耗，但实际上一般没有这么仔细。只要注意一些特殊的大功率器件就可以了。
粗略算出负载的功耗，也就是需要多少电流。在选型时，首先要注意芯片说明书中给出的输出电压中的Io(输入电流在输出电压中的比例)。
我就以HTC型号：LM1117S-3.3数据为例(注意图中的条件，不同的条件有不同的结果):
通过这个参数，可以筛选出一批备选芯片。
在这一点上，必须补充重要的一点，就是电路设计一般需要冗余！学重是个好习惯，电压电流都是！比如输入电压为12V，建议所选芯片最大输入电压大于12V(一定范围内越大越好)负载为100mA，所选芯片输出电流大于100mA(一定范围内越大越好)。
根据负载电流选择合适的芯片是保证电路正常工作的重要一点。另外，电流与电路的发热有直接关系，电流越大，发热越大(功率越大)。所以设计电路的时候要多考虑散热问题。
一般来说，DC/DC的输出电流会比LDO大。
3.实际电路尺寸
在实际应用中，功率转换电路所占用的实际电路尺寸非常重要。如果PCB面积足够大，对于工程师来说应该是得心应手，有一种为所欲为的感觉！
但是，当实际PCB面积不够大的时候，就是考验工程师的时候了！
有两个因素会影响实际电路尺寸：
1.功率转换芯片的尺寸(芯片封装)
下图给我看的是LDO将军的套餐型号，DC/DC套餐没有列出，因为DC/DC套餐稍微复杂一点，以下型号都有相应的尺寸。选择型号时，手册上会告诉你。
一般来说，你选择的芯片的型号名称会包含封装信息(除非这个芯片只有一个型号)。这里以HTC型号：LM1117S-3.3数据为例：
2.功率转换芯片的电路
实际电路尺寸也受芯片所用电路的影响。一般来说，LDO芯片比较简单，入口电容和出口电容就够了，DC/DC比较复杂，需要电感之类的。所以在使用DC/DC方案的情况下，周边电路会比使用LDO更复杂，所以需要的PCB面积会相对更大！
在芯片介绍中，以HTC型号：LM1117S-3.3为例，为芯片推荐典型应用电路：
实际电路尺寸，一般来说！转换芯片越大，电路越大，散热越好。只要散热好，整个产品就越稳定。还是那句话，一般都说！如果实在无法选择更大型号的芯片，一定要在允许的范围内做好散热工作，因为这种情况会相对产生更多的热量！
一般来说，DC/DC的电路比LDO复杂，占用的PCB面积更大。但相应的，它的散热各方面都比LDO好。
4.费用
成本，没什么好说的，就是芯片价格！一般来说，大厂商的国外芯片比较贵，国产芯片比较便宜。
成本不可忽视，但我们不能放弃成本！
我听老人说：国外芯片的参数写出来，就可以放心使用了。它们的参数是按照批测最差的结果写的，而国产芯片的参数在使用时需要打个折扣。他们的参数是按照批量测试的最好结果来写的，良心厂商可能会按照平均参数来写。==!(老人说的，不是我说的，供大家参考)
一般同样的芯片信号，拿我的1117举例，TI有，AMS有，HTC有，还有很多国内厂商在做。
考虑到成本，我的建议是，如果是已经很便宜的芯片，比如1117，1块多，选择国外厂商贵一点的也没关系，哪怕贵一倍。而国外很多电源转换芯片都是10元以上甚至更贵。也许(是的，也许)我们可以寻找一个国内或替代方案或妥协选择一个中等价位的一般知名厂商。
一般来说，DC/DC方案的费用会比LDO高！
5.LDO或DC/DC
一个由来已久的问题，选择LDO还是DC/DC。在前面内容的最后，我解释了DC/DC方案和LDO方案之间的一般比较。网上有很多关于这个问题的博文，也有针对性的讨论过。我临时百度了一下，找了几个写的不错的推荐给大家：
LDO和DC-DC有什么不同？如何选择类型？
供电选择DC/DC还是LDO？
不说多余的话，多看看理论性的东西的文章。
我就说说我在实践中是怎么选择LDO或者DC/DC的，仅供参考：
5V转3.3V，3.3V转1.8V，5V转1.8V，这种5V以内的转换，我肯定会选LDO！
24V到5V，24V到3.3V，超过12V，我肯定会选择DC/DC！
12V到3.3V，12V到5V，这其实会让我很头疼。事实上，我用过LDO和DC/DC。根据实际情况，具体请参考下一章的实际电路部分。
从上面看，好像我的体验是这样的：电压输入大，电压差大的DC/DC，电压小的LDO，电压差小，电压处于中间阶段，头疼看实际情况==！(小笑话，真的要看实际需求)
6.能耗和散热
前面几个要素提到的电压、电流、电路尺寸、LDO或DC/DC，都离不开散热这个话题。产生的热量有两个来源(有问题请指正):
负载的消耗电路中所有的负载都有一定的功耗，有功耗就会发热，这是不可避免的。无论采用什么方案，都是必须消耗的能量。
动力转换产生的能耗在动力转换的过程中，有一个概念叫做转换效率！转换效率越高，能量消耗越小，因为动力转换消耗的能量纯粹是浪费。浪费的能源成本和光的浪费都不是最重要的。重要的是，浪费的能量是以热量的形式浪费掉的。也就是效率越低，热量越大。一般电子产品都不喜欢高温。所以这里可以把效率做得更高，效率可以做得尽可能的高。相比LDO方案，DC/DC方案在12V到3.3V以上的区域效率要高很多，发热相对不太明显，这对于产品的长期稳定工作非常重要。
设计电源转换电路时，要尽量做到高效。浪费是可耻的！而且这种浪费对我们的产品有害！我讨厌纯粹浪费能源，所以在一些两者都可以用的情况下，我宁愿在某些地方用更贵更复杂的DC/DC，而不是简单的LDO。(偏激，其实还是要看场合！不要像我这么极端)
7.交货期
那批货到底是什么？别说，这虽然和技术无关，但却是现实中不得不考虑的因素。表面上看，发货日期是指购买产品后的发货日期。其实我这里说的是我们选定一款芯片后，产品供应的稳定性。
由于近几年的疫情，电子元器件的产能大大降低，很多芯片元器件不时缺货，价格上涨.在设计产品的时候，产品供应的稳定性不得不作为一个考虑的因素，否则最后吃亏的还是自己。改变方案！
简单来说，在设计和选择产品的时候，一定要选择大众化的和普通型的，这些都不是客户指定的(一般客户也不会指定这个)。不要选择那些冷门、用户少的小众机型。
二。不同情况下的方案
下面，我就放一些我常用的方案，大部分都比较简单常用。之前的操作猛如虎，第一眼看不出芭比Q！==!
2.1 5V至3.3V
根据前面的介绍，在5V到3.3V的实际使用中，我一直使用LDO。使用的方案如下：
117系列
117上面提到的型号，不同厂家的前缀可以不一样，比如AMS1117，LM1117等。1117这个数字是之前降成本的时候显示的。
117的一个好处就是我觉得永远不会缺货！
方案电路图如下：
如果是3V转1.8V转5V转1.8V，其实和5V转3.3V差不多1117-1.8V是个不错的替代。
该方案的物理框图如下：
总结，经典方案，永不缺货！
RT9169
RT9169是之前同事推荐的，看起来是经典系列，但是真的没用过。可能是因为最近缺货，替代品种类很多。另外5V转3.3V没什么特别需要注意的地方请原谅我用说明书凑数：
方案电路图如下：
综上所述，我个人觉得一般，但是现在没货了。
TLV70433
刚接触TLV70433的时候，刚参加工作(10年前)。当时某国企在选车型的时候要找大厂。当时设计了一个小器件，但是想做的小一点，支持高电压。然后我在TI的选型官网筛选了一段时间，觉得这个芯片不错。小到居然支持24V，然后感觉很厉害。当时产品的参数写的是支持24V输入==！
其实用这个把5V转换成3.3V有点浪费，因为有点贵！而且疫情之后就开始断货了！
方案电路图如下：
综上，在5V到3.3V的情况下不会再用！
ME6211C33M5G
这几年我自己发现了这个芯片，因为我想要一个更大的3.3V输出的芯片。虽然1117可以实现1A，符合要求，但1117的封装在某些时候还是大了一点。我想找一个SOT-23-5芯片。这个包的大部分电流都很小，不到300mA，我根据参数搜索了一段时间才找到这个500mA的电流。
方案电路图如下：
综上所述，方案感觉不错，需要长期的很多项目验证。
TPS78233(低压差、低功耗)
上次写文章，忘了有支线项目，用了个好芯片，TPS78233，低压差低功耗。因为是用在特殊的小功率场合，所以价格会高一点：
但是！没错，但是他在这个低功耗的特殊领域确实有优势。我的电路使用的场景是3.6V输入和3.3V输出。性能指数如下：
方案电路图如下：
SOT-23-5封装，所以物理图很小，加上入口电容和出口电容！
总结，低功耗首选，TI性能保证！
2.2 24V至3.3V
24V到3.3V我的正常产品通常是DC/DC，LDO已经在少数方案中使用。详情如下：
LM2575~LM2596
LM25XX系列，其实不一定是哪一个，因为基本应用都可以。它们的主要区别之一是输出电流从1A到3A不等。我一般选择UMW(友泰半导体)或者HTC的，价格合适，质量也可以。吐出来，TI的太贵了！芯片的价格如下。看起来还是有点贵，但是考虑到24V的输入，这个价格勉强可以接受。但同时因为是经典款，厂家多，货源多，所以不容易缺货！
方案电路图如下：
该方案的物理框图如下：
说明，在很多需求中，除了3.3V电压，还需要5V电压。一般我的处理方法是先把24V转换成5V，可以采用和24V转换成3.3v一样的方案，比如LM25xx，然后是5V转换成3.3V的方案，比如下面这个方案的物理图其实就是把24V转换成35V，再把5V转换成3.3V的方案，你只需要把LM2596-3.3换成同一个封装LM2596-5.0！如图所示：
总结，经典方案，稳定可靠！不容易断货！
TPS5410D
TI的芯片，也是比较老的方案，还是比较贵。最近好像没货了，只能用了。现在某个产品还在用，但是我想换掉它：
方案电路图如下：
该方案的物理框图如下：
总结一下就是经典方案，就是现在没货，价格没有优势！
7805
为什么7805一个人出来了？这里不得不提一下这个方案。虽然我没有实际使用过，但是7805芯片在我接触过的很多产品中都有使用。确实市面上很多产品，输入电压能达到24V的产品，都用7805！为什么？一种成本低、电路简单、耐压高的LDO！805是一个5V到5V的芯片。这里为什么放3.3V？全5V，3.3V还会远吗！
请原谅我用手册凑数。电路原理图如下：
总结，超通用方案，散热好，成本低，永不缺货！
2.3 12V至3.3V
这个12V的电压，正如我前面提到的，是一个令人头疼的问题，因为DC/DC，感觉有点浪费。LDO怎么样？它无法通过散热。反正不管怎么设计，都要感觉好一点==！
与24V至3.3V相同
一般来说12V转3.3V可以支持12V电压输入，很多情况下可以支持24V输入。所以12V转3.3v直接当12~24V转3.3V。
就是上面24V转3.3V一节用的所有方案，12V转3.3V都可以用！
BL8033
当时也是项目，电源可以小于24V，但要支持12V。我自己想了想，总不能一直用LM2596的“又老又重”的方案，用在这里会很浪费，但我实在不想直接用LDO，于是去商场找了一个国产的DC/DC，上海贝岭BL8033，芯片价格如下：
该方案的示意图如下：
方案实物图如下(感觉尺寸还可以):
综上所述，我相信是国产的。好不好要看产品的长期反馈。我觉得没问题！
MIC29302WU
这是一个LDO！MICROCHIP(美国微芯片)，这个芯片是怎么接触到的？是因为多年前做了一个4G产品方案，4G模块的瞬时功耗相当大，需要一个大功率输出。当时我让卖4G模块的厂商推荐，他们推荐了这个芯片。现在看来，这个价格.
方案原理图如下(虽然当时是3.8V输出，但3.3V也可以，因为可调):
综上所述，国外的产品质量应该不用多说。封装不小，也适合散热，但是有点贵，个人化。
TLV70433
TLV70433前面介绍过，输入支持最大24V，所以一直在12V到3.3V的情况下使用，但是发热是必然的。只要能保证负载在50mA以内(芯片支持信100mA)，应该问题不大。国外厂商的参数可以信赖，但是现在没货了：
总结，我不用是因为没货(其实我觉得现在很多方案都比这个芯片好。这个芯片给我设置了很久不想再用了==！)
黄飞
标签：芯片电路方案