一.基础扫盲
一
电阻-R
丝印-白色
电容-C
阻焊层-绿油层
电气层-走线层-导线(铜)
芯片-U

二.认识电

中,有电压的回路就会产生电流
电荷-正电荷-负电荷
单位 -- 库伦 C
三.二极管
判断--长正短负

四.电路原理图

五.电阻
1.电阻器--电子元件-R
2.电阻(阻抗)--阻碍电流
3.线越粗,阻值越小,越细阻值越大
六.欧姆定律
U=IR
七.电功率
1.电功
W= U*I*t 单位kwh
2.电动率
P = U*I 单位 W
P = I2 * R = U2 /R
八.焦耳定律
Q =I2 *R*T = T*U2 /R = W*T
火线L 零线N 地线E
九.电感
符号 L 封装 :

十.电磁
1. 磁感线
磁感线是描述磁场的带箭头的假想曲线。在磁体外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极。
2. 安培定则
用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
十一.模电数电区别
模电:处理连续变化的模拟信号
数电:处理离散的数字信号
1.信号类型:
模电信号是连续的,可以取任意值;
数电信号是离散的,只有高低两种状态。
2.抗干扰能力:
数电具有较强的抗干扰能力,数字信号易于识别和纠错;
模电易受噪声干扰,稳定性较差。
3.功耗:
数电功耗相对较低,适合于低功耗应用;
模电由于信号的连续性,理论上可以达到很高的精度,但受实际元件性能
4.限制;
数电通过增加位数可以提高精度,但受限于硬件成本和复杂度。
二.电学基础
一.电阻
电阻的阻碍为阻抗,电容的阻碍为容抗,电感阻碍叫感抗,单位全为Ω
1.电阻特性
电阻元件的电阻值大小与温度,材料,长度,还有截面积有关
电阻在电路中起限流、分压作用,对电流和电压都有阻性
电阻为耗能元件,以热能形式转换
符:R 单位:Ω
2.电阻计算
串联:R总 = R1 + R2 + ...+RN
并联:1/R总 = 1/(R1 + R2 + ...+RN) 即 ( R1 + R2) /R1 * R2


3.电阻分类
(1)按材料分类
碳膜精度 ±5% 金属膜精度±1%

(2)按功能分类

(3)按安装方式分类

4.单位
毫欧 mΩ 欧 Ω 千欧 kΩ 兆欧 MΩ 1000倍
5.电阻阻值
(1)直标法
三位,精度±5%,四位,精度±1%
最后一位为10n
三位---精度±5%
1R2 ---- R代表小数点 ----- 1R2=1.2Ω
820 ---- 82两位有效数 ----82*100 = 82Ω
473 ---- 47两位有效数 ----47*103 = 47000=47kΩ
四位---精度±1%
1R20 ---- R表示小数点 ---- 1R20 = 1.2Ω
82R0 ---- R表示小数点 ---- 82R0 = 82.0Ω
1503 ---- 150三位有效数 ---- 150*103 =150000 = 150kΩ
(2)色环法
色环电阻识别口诀: 棕一红二橙是三,四黄五绿六为蓝,七紫八灰九对白,黑是零,金五银十表误差。
四色环电阻----常态精度±5%,航天军工等除外
1,2为数值,3为10n ,4为误差
五色环电阻
1,2,3为数值,4为10n ,5为误差

1206 1/4w 0805 1/8w
二.电容
1.基本概况
符号:C 单位:F(法拉) mF
常用 μF(微法) nF (纳法) pF
微法以上为大电容
2.特性
电容为容性、储能器件,具有隔直流,通交流的特性
电容两端电压不能突变
容值大小影响频率高低的通过
3.电容的主要作用
(1)滤波
低通滤波原理
低通滤波电路可以让“低频”的信号通过,衰减“高频”的信号
原理:频率越大,Rc越小,跟电阻分压获得电压越小
反之,频率越小,Rc越大,跟电阻分压获得电压越大
总结:电容充放电频率跟不上电源频率,导致高频无法通过

高通滤波原理
原理与低通滤波相同,不同的是,高通滤波输出的电阻两端电压

(2)储能
(3)耦合
隔离,直流无法通过,交流可以
(4)旁路(退耦/去耦)到地
旁路阻性低,高频容易通过

(5)谐振与定时-RC电路
电容+电阻-时间常数-定时

4.电容主要种类
(1)陶瓷电容--体积小、高频特性好、温度稳定性高、耐压高
(2)电解电容--大于微法(μF~F)以上,容量大,有极性,ESR搞,寿命受温度影响、耐压低

5.电容分类


6..电容选型

7.电容读数

误差
常规:F-1% J-5% K-10% M-20%

四.电感
1.基本概况
符号L 单位H(亨利) mH μH 1000倍
2.特性
来拒去留,通直阻交
电感两端电流方向不能突变
储能器件--储电动势
3.工作原理
电感感抗计算公式

(1)低通滤波
当频率越大Rl越大,和电阻分压获得电压越大,电阻两端电压就越小
反之,电阻两端电压越大

*****PS*****
LC滤波电路
比RC,RL效果更好

五.二极管
1.基本概况
二极管是具有PN极的半导体器件,具有单向导电性,正向导通压降0.7V,反向截止
符号 D

IN4007整流二极管的关键参数:正向导通压降VF(0.6-0.8V)和正向平均电流IF,反向耐压(VR), 这些参数直接决定二极管的实际工作性能

关于二极管反向击穿
(1)雪崩击穿:温度越高,击穿所需电压越大
(2)齐纳击穿:温度越高,击穿所需电压越低
2.二极管作用

3.二极管分类
1.整流二极管
当通过二极管交流电的时候,二极管的输出端会将正半周的电流顺利通过,负半周的电流禁止通过,这个过程我们称之为整流,那么这种作用的二极管就称之为整流二极管

2.肖特基二极管
特点:耐压低但电流高,适用于大电流场景,而整流二极管则耐压高但电流低
特性:正向压降低至0.45-0.55V,适用于低电压大电流场景,恢复时间快至几十纳秒
肖特基二极管适用于低电压大电流场景,其核心优势是导通压降低(0.45-0.55V)和恢复时间快;快恢复二极管则针对高电压高频场景,但存在导通压降偏高(1.7V)的缺陷;普通整流二极管成本最优但性能平庸
3.稳压(齐纳)二极管
二极管的X负半轴的工作特性,利用电流变化时电压恒定的特点,用于恒压电路,作为防止IC免受浪涌电流、静电损坏的保护元件使用。其特点是一般的二极管是正向使用,而齐纳二极管是反向使用。反向击穿电压称为齐纳电压 (VZ) 、此时的电流值称为齐纳电流 (IZ)


IR:反向漏电流+,指稳压二极管+在规定的反向电压 VR下产生的漏电流
IZT:稳压电流*/额定电流/典型值工作电流,是稳压管工作在稳压状态时的参考电流
IZK:膝点(knee-point)电流,即拐点电流,也即稳压的最小电流
IZM:最大工作电流+,也就是Izmax,如果超过该电流、稳压管即有烧毁危险
稳压二极配上限流分压电路是最简单的线性稳压电路,不足是
1.带载能力差
2.电压波动大,电压范围比较宽
3.自身损耗大
优点:设计简单,成本低
主要应用于小负载,对稳压精度要求不高以及小电流电路中
4.TVS二极管
当电压超过时,瞬间穿过
IN4733 5.1V

六.三极管
1.基本概况
符号Q 简称BJT
2.类型
NPN型 IB 基极 IC 集电极 IE 发射极
基极电压大于发射极0.7V,集电极与发射极可导通
导通状态为放大(集电极电压与发射极电压相差不到0.3V)和饱和状态(集电极电压与发射极电压相差大于0.3V),未大于0.7V则为截止

PNP型与NPN型相反
描述:
1.这是一个NPN型三极管
2.三极管都是流控流器件,通常作为下管用,负载接在c上方,因为be之间0.7电压不可变
3.基本工作在放大饱和状态,工作条件Vc>Vb>Ve
4.Ib*β=Ic是放大状态,Ib*β>Ic是饱和状态
5.Vce为耐压,Vbe=0.7V
流控流器件
3.工作状态
截止状态

饱和导通状态
Ib*β>Ic

放大状态
Ib*β=Ic

4.封装
常用 SOT-23(型号8050 丝印Y1,贴片) TO-92 (8550PNP型,丝印Y2,插件)


七.MOS管
1.基本概况
MOS管又称场效应管
场效应晶体管,缩写(FET)简称场效应管
主要有两种类型
结型场效应管JFET(目前市面上很少了)
金属氧化物半导体场效应管(绝缘栅型场效应管)-MOS-FET
MOS管为压控型器件
常用mos型号2301 2302等23系列
单号Pmos 双号Nmos
优点:输入电阻高(因为是压控器件)、噪声小、功耗低、动态范围大,高频特性好
缺点:容易静电击穿,寄生电容产生米勒平台
2.分类
MOS管有 三个引脚名称:G:gate 栅极:S:source 源极:D:drain 漏极。
按沟道分

Nmos S电压最低端 Pmos D电压最低
按材料分
可以分为分为耗尽型和增强型
增强型管:栅极-源极电压 Vgs 为零时漏极电流也为零
耗尽型管:栅极-源极电压 Vgs为零时漏极电流不为零
3.导通条件
Vgs电压 大于 Vgsth (开启电压)MOS管就会导通
Id的电流大小和Vgs电压有关
MOS管选型看Vgs Vgsth Id Vd(耐压)
4.MOS 管的工作状态分
截止区、线性区(欧姆区)、饱和区(恒流区)
1. 截止区
条件:Vgs < Vth(增强型 MOS),此时漏极和源极之间无导电沟道;
特点:漏极电流 Id≈0,MOS 管处于 “断开” 状态(对应三极管的截止状态);
应用:电源开关电路中,MOS 管关断时工作在此区域。
2. 线性区(欧姆区)
条件:Vgs > Vth 且 Vds < Vgs - Vth;
特点:漏极电流 Id 与 Vds 近似成正比(类似电阻的伏安特性),MOS 管相当于 “可变电阻”;
应用:电源开关电路中,MOS 管导通时工作在此区域(低导通电阻,减少损耗)。
3. 饱和区(恒流区)
条件:Vgs > Vth 且 Vds ≥ Vgs - Vth;
特点:漏极电流 Id 基本不随 Vds 变化,仅由 Vgs 决定(Id 与 Vgs 成平方关系);
应用:模拟放大电路中(如运算放大器的放大级),MOS 管作为 “恒流源” 或 “电压放大器” 工作在此区域。
5.米勒平台
米勒效应只有MOS管有,是MOS管3个寄生电容产生,对高频影响非常大

开通四阶段(平台出现在第 3 阶段)
阶段 1:预充电
驱动电流对Cgs充电,Vgs 快速上升,Vds≈Vdd,Id≈0。
阶段 2:沟道开启
Vgs 达到阈值电压 Vgs (th),沟道形成,Id 开始上升,Vds 开始下降。
阶段 3: 米勒平台(核心)
Vds 快速下降 → dVds/dt 极大 → 在Cgd上产生巨大位移电流(i=C・dV/dt)。
该电流反向抽取栅极电荷,驱动电流几乎全部用于抵消 Cgd 的充电需求,不再给 Cgs 充电 → Vgs 停滞,形成平台。
此时 Id 已接近满载、Vds 仍较高 → 开关损耗最大区间。
阶段 4:完全导通
Cgd 电荷平衡,Vgs 恢复上升,直至驱动电压,Vds≈0,器件饱和导通。
八.特殊元器件
1.TL431
⑥

2.比较器

同向就是输入电压从+脚进入,大于VREF电压(-)时,输出正,小于VREF电压(+),输出负。
反向就是输入电压从-脚进入,大于VREF电压(+)时,输出负,小于VREF电压(+),输出正。
封装LM393
3.运算放大器
1.原理
运放做放大器时不需要上拉电阻
当V+=V- 时,处于虚短状态

V+大于V- Vout上升,此时V-由于Vout分压也上升
当V-上升到V+时,V+与V-处于平衡,Vout稳定
正>负 输出高电平,反之输出低电平
反相放大器
Vout/Vin = R2/R1

正相放大器
Vout/Vin = 1+R1/R2

常用功能
1.作比较器
2.作放大器用(同向反向)
3.作电压跟随器用
(V+ - V- )*放大倍数 = 百万倍
三.基础电路
DCDC PCB 布线 10 条铁律
1. 功率环路要最小!最小!最小!
芯片、电感、二极管、MOS、输入电容、输出电容
围成的大电流环路面积越小,EMI 越小、纹波越小
这是 DCDC 最核心的一条
2. 功率地和信号地分开
大电流走功率地(粗线)
芯片反馈、使能、补偿走小信号地
最后单点共地,避免地弹噪声
3. 反馈分压电阻靠近 FB 引脚
FB 是最敏感的脚,线要短、不要走功率区
不能被电感、二极管干扰
4. 输入输出电容靠近芯片引脚
输入电容:紧靠 Vin & GND
输出电容:紧靠 Vout & GND
作用:滤除高频纹波,稳电压
5. 电感下面禁止走线!禁止走信号!
电感是强干扰源
下方不要走信号线、FB 线、地线
最好挖空,铺 GND 屏蔽
6. 肖特基二极管靠近 SW 脚
SW 是开关节点,干扰最大
线短、粗、不绕路
二极管周围不要走敏感信号
7. SW 走线短、粗、面积小
SW 电压尖峰大,是 EMI 主要来源
不要拉很长,不要形成大铜皮
8. 大电流线加粗
功率路径:Vin → 电感 → SW → 二极管 → Vout
线宽至少 20~40mil 以上,电流大就铺铜
9. 铺 GND 屏蔽,但不要形成大环路
功率区周围大面积接地
但不要把功率环路包在里面,会增大环路面积
10. LDO 要远离 DCDC
你项目里是 MT3608(Boost) + LDO
LDO 是线性稳压,怕干扰
必须远离 DCDC、电感、SW 节点
一.放大电路

二.电源开关电路
①

三.电平转换电路
②

四.电源切换电路
③

五.TP4054充电电路
⑥

充电原理

● 涓流充电阶段:当电池电压低于2.9V时,TP4054进入涓流预充模式,此时充电电流为设定恒流充电电流的1/10,此阶段的目的是将电池电压提升至安全水平。
● 恒流充电阶段:当电池电压上升至2.9V以上时,TP4054进入恒流充电模式,以设定的恒定电流对电池充电。
● 恒压饱和充电阶段:当电池电压接近4.2V时,TP4054进入恒压充电模式,将电池电压维持在4.2V±1%的精度范围内。此时充电电流逐渐减小,当充电电流降至设定值的1/10时,充电过程结束。
六.保护电路
1.过压保护(OVP)⑦
有时候在电源输入处我们希望当电源的输入电压超过允许的最大值后电源与后级电路就自动断开,防止输入电压过高而损坏后级电路。
具有这种功能的电路叫做过压保护电路,英文简称叫OVP

2.欠压保护⑧

3.过流保护
4.恒流源电路

七.推挽电路
功率放大,提高输入信号驱动能力

八.双稳态电路

原理很简单,Q1,Q2组成双稳态电路。由于C1的作用,上电的时候Q1先导通,Q2截止,如果没按下按键,电路将维持这
个状态。Q3为P沟道增强型MOS管日,因为Q2截止,Q3也截止,系统得不到电源。
此时Q1的集电极为低电平0.3V左右,C1上的电压也为0.3V左右,当按下按键S1后,Q1基极被C1拉到0.3V,迅速截止。
Q2开始导通,电路的状态发生翻转,Q2导通以后将Q3的门极拉到低电位,Q3导通,电源通过Q3给系统供电。
Q2导通后,C1通过R1,R4充电,电压上升到1V左右,此时再次按下按键,C1的电压加到Q1基极,Q1导通,Q1集电极为
E在其平,通过R3强迫Q2截止,Q3也截止,系统关机。整个开关机的过程就是这样。

九.非稳态多谐振荡器电路

电路通电后,两个三极管不会完全对称导通,假设Q1 先微弱导通:
Q1 导通阶段:
Q1 导通 → 集电极(接 LED2)接地 → LED2 点亮;
Q1 导通后,其集电极电压接近 0V → 电容 C2 的右端(接 Q1 集电极)被拉到低电平,C2 开始充电(电流从 + 5V→R3→C2→Q1 集电极→地);
C2 充电时,左端(A 点)电压逐渐升高 → 这个高电压会加到 Q2 的基极,触发 Q2 导通。
Q2 导通,Q1 截止阶段:
Q2 导通 → 集电极(接 LED1)接地 → LED1 点亮,同时 LED2 熄灭(因为 Q2 导通后,其集电极电压拉低,通过 C1 放电→Q1 基极电压被拉低,Q1 截止);
Q2 导通后,电容 C1 开始充电(电流从 + 5V→R4→C1→Q2 集电极→地);
C1 充电时,右端(B 点)电压逐渐升高 → 这个高电压加到 Q1 的基极,触发 Q1 再次导通。
循环振荡
上述过程反复交替:C1、C2 轮流充放电,交替触发 Q1、Q2 导通 / 截止,最终 LED1 和 LED2轮流闪烁(闪烁频率由电容 C1、C2 的容量和电阻 R3、R4 的阻值决定:电容越大、电阻越大,闪烁越慢)。
十.线性稳压电路
基础线性稳压电路

1.优点
+非常少的外部元器件
+很高的电源抑制比(PSRR)
+较低的成本
+低噪音输出
+很小的静态电流
2.缺点
-压降比较大导致效率较低
3.效率
可以等效为Vout/Vin
4.LDO设计与选择
第一步:
要基于输入电压与输出电压范围以及负载范围来确定合适Vdo的LDO方案
第二步:
要基于系统对性能的具体要求选择
根据噪声的要求选择PSRR,噪声等相关指标
是否有待机功耗选择合适静态电流,工作电流等指标
是否有输出电容类型的要求如全陶瓷电容等选择合适拓扑结构
一定要确定LDO封装是否满足散热要求
可调线性稳压电路

直接封装好的成品:LDO-线性稳压器
十一.BUCK电路
调节 PWM 波
调节 PWM 波的目的,是通过改变上述参数来控制等效输出值,常见调节方式分为两类:
(1) 调节占空比(最常用)
这是 PWM 调节的核心手段。在频率固定的前提下,改变高电平的持续时间,就能改变信号的等效平均电压:
Vavg=Vhigh×D
例:若 PWM 波的高电平电压为 5V,占空比调至 20%,则等效平均电压为 5V×20%=1V;调至 80%,等效电压为 4V。
1.线性电源与开关电源的对比


Buck电路


DCDC降压BUCK电路


关于电路中电感选型
电感的选择影响功率、效率、稳态运行、瞬态行为和回路的稳定性
电感值决定了电感的纹波电流
选用电感需要注意其额定饱和电流以及 DCR,DCR 过大会降低效率。
选取大的电感值,电感的纹波电流会变小,有助于提高效率

关于电路中分压电阻选型
DCDC 芯片内部会把 FB 引脚的电压和一个固定的内部参考电压 VREF(通常在 datasheet 中标注,比如 0.8V、1.25V、1.5V 等)进行比较,来调节输出电压。
分压电路由两个电阻组成:
RTOP:上拉电阻(连接 VOUT → FB)
RBOTTOM:下拉电阻(连接 FB → GND)
根据分压公式,FB 引脚电压满足:
VREF=VOUT⋅RBOTTOM/(RTOP+RBOTTOM)
1. 推导电阻计算公式
把上面的公式变形,得到 RTOP 与 RBOTTOM 的关系:
RBOTTOM/RTOP=VREF/VOUT − 1
RTOP=RBOTTOM×(VOUT/VREF−1)
2. 计算步骤
查芯片手册:找到内部参考电压 VREF(例如常见的 1.25V、0.8V)。
确定目标输出电压:VOUT(例如 5V、3.3V)。
选择下拉电阻 RBOTTOM:
通常选 10kΩ~100kΩ 之间的常用值(如 10kΩ、20kΩ)。
阻值太小会增加功耗,太大则容易受噪声影响。
代入公式计算 RTOP:
用上面推导的公式算出 RTOP,然后选择最接近的标准阻值(优先选 1% 精度电阻)。
十二.BOOST升压电路
基于德州仪器TPS61099的BOOST升压电路

C1输入电容:吸收L1的纹波
C2输出电容:吸收输入Vout和负载的纹波
EN逻辑pin脚:高电平芯片工作,低电平停止工作
1.拓扑图


图二虚线为芯片内部简化图Q1下管开关管Q2上管整流管,对应图一
2.原理(CCM 连续导通模式)
电路通过开关管的周期性通断,分两个阶段完成能量传递,核心是电感 “电流不能突变” 的特性。
开关导通阶段(储能)
开关管 Q 1导通,电感 L 经 Q 1接地,二极管 D(Q2) 因反压截止。
电流路径:Vin→L→Q→GND,电感电流线性上升,储存磁能。
此时输出电容 Cout 向负载供电,维持输出电压稳定。
开关关断阶段(释能)
开关管 Q1 关断,电感电流无法突变,产生左负右正的反电动势。
反电动势与 Vin 串联叠加,使 D(Q2) 正向导通。
电流路径:Vin→L→D→Cout/RL→GND,电感释放能量,向负载供电并给 Cout 充电,输出电压高于 Vin。
稳定输出:PWM 控制器调节开关频率与占空比,配合 Cout 滤波,最终获得稳定的高压输出。
3.关键公式(CCM 模式,忽略损耗)
输出电压公式:Vout = Vin/(1−D),其中 D=Ton/T(占空比,Ton 为导通时间,T 为开关周期)。例:Vin=5V,D=0.583 时,Vout≈12V。
占空比计算:D=1−Vin/Vout(由目标电压反推)。
电感电流纹波:ΔIL=Vin×Ton/L=Vin×D/(L×fsw),fsw 为开关频率。
输出电压纹波:ΔVout=ΔIL/(8×fsw²×L×Cout)(近似,忽略负载影响)。
4.关于选型
1.功率电感选型
电感值
电感电流纹波(△lL)
电感饱和电流(△L/L=30%)
电感温升电流(40°C温升)
直流电阻(DCR)
5.关于布板
1.走线尽量
短
2.先放置输入输出电容,靠近芯片,再放电感,以及其他模拟电路器件,最后接数字控制电路


十三.反激
1.反激拓扑

2.基本介绍
反激过程分为两步
首先,开关管g极输入高电平,开关管导通,电流形成回路
电流经过线圈,形成上+下-的电压,在感应线圈另一侧形成上-下+的感应电压
由于二极管的原因,上-下+的电压经二极管无法导通,此时该电路为断路

当开关管输入低电平时,开关管关闭,线圈无感应电流,由于开关管开通时,线圈也就是电感存储了电能,因为电流方向不能突变,此时线圈形成上-下+的感应电流,在感应线圈形成相反的上+下-的1电流,上+下-电流可以通过二极管,此时就形成了回路,在通过电容的整流滤波,输出直流Vout

3.Vout计算
Vout=Vin×(1/n)×[D/ (1-D)]
n为线圈匝数比
D为占空比
四.项目
一.基于杰理S-BE5607E蓝牙音箱
二.逆变器

详情跳转:3.5KW逆变器
1.原理图
前级升压


后级逆变

辅助电源



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2.项目说明
3.5KW大功率逆变器(3.5kw是指长时间运行最大稳定功率,足额功率)
输入DC:24V—72V;
两路输出AC:220V 50hz;
两路(A口+C口)DC快充USB输出,最大功率:100W快充。
最大输出功率:3500W;(瞬时峰值功率3.8KW)
输出电压显示;重量2.6kg;过载保护;短路保护;反接保护;高温保护;软启动;
3.设计注意事项
第一级升压以及第三级逆变是最容易成功的,难度较大的为EG1163S降压和EG1164升压,刚开始MOS的耐压不够,把后级的IP2726也烧了,调试的时候可以将电路板切成两半,将一半电路调试成功之后再移植到成品电路板上,这样可以降低烧毁线路的风险,因为如果板层都烧断线了只能重新焊接,这样的工作量是巨大的,可以参考下图的调试方法,刚输入的电压一定要小,同时连接示波器观察波形,波形有任何畸变应该马上断开电源进行检查
4.设计原理
....................................................................
详情跳转:3.5KW逆变器