电路设计

我们常常会发现，自己想当然的一些规则或道理往往会存在一些差错。电子工程师在电路设计中也会有这样的例子。下面是一位工程师总结的八大误区点。

误区一：这板子的PCB设计要求不高，就用细一点的线，自动布

点评：自动布线必然要占用更大的PCB面积，同时产生比手动布线多好多倍的过孔，在批量很大的产品中，PCB厂家降价所考虑的因素除了商务因素外，就是线宽和过孔数量，它们分别影响到PCB的成品率和钻头的消耗数量，节约了供应商的成本，也就给降价找到了理由。

误区二：这些总线信号都用电阻拉一下，感觉放心些

点评：信号需要上下拉的原因很多，但也不是个个都要拉。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号，电流也就几十微安以下，但拉一个被驱动了的信号，其电流将达毫安级，现在的系统常常是地址数据各32位，可能还有244/245隔离后的总线及其它信号，都上拉的话，几瓦的功耗就耗在这些电阻上了。

误区三：CPU和FPGA的这些不用的I/O口怎么处理呢？先让它空着吧，以后再说

点评：不用的I/O口如果悬空的话，受外界的一点点干扰就可能成为反复振荡的输入信号了，而MOS器件的功耗基本取决于门电路的翻转次数。如果把它上拉的话，每个引脚也会有微安级的电流，所以最好的办法是设成输出（当然外面不能接其它有驱动的信号）

随着科学技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用，并相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源。同时随着许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。

在电源系统设计文章“电池管理系统的主动和被动平衡”中，Stefano Zanella描述了多电池系统是如何失去平衡的。在这篇文章中，我想探讨若电池不平衡且稍微扩大对电池容量不匹配的影响时，电池将如何变得不可用。我将专注于汽车锂离子（Li-ion）电池，但一般来说这些原则适用于所有电池。

多单元电池通常构建为串联或并联电池阵列。串联电池过多将导致较高的电池组电压，而并联电池过多将导致较高的总电池容量（表示为安培小时额定值或Ahrs）。然后电池容量将指示并行电池数量，将等于并联电池数量的电池容量乘以系统运行所需的电池容量。根据电池类型，汽车倾向于使用96个串联锂离子电池和24个并联电池。例如，行驶100英里范围的电动车辆将需要20-30kWh的电池，这取决于车辆的重量、预期使用模式和车辆中的各种系统效率。系统的几个方面将决定电池组电压，包括电动机的总体尺寸和类型、电缆尺寸和隔离要求。

多单元电池通过向堆叠顶部的电池的正极端子提供电流来充电。（假设电池包括n个串联电池）。换句话说，电池单元不单独充电。若您阅读Stefano的文章，您将了解在充电结束时，每个单元格中剩余的电量是不同的；并且当您反复对电池充放电（在没有平衡的情况下）时，这种差异会增加。

<font color="#FF8000">在放大器电路设计中，你一定被被一些最常见的问题给“坑”过，这里为大家介绍一些最为常见的设计问题，提出了实用的解决方案，供各位侠士参考学习哦~</font>

<strong>缺少直流偏置电流回路</strong>

最常见的应用问题之一是在交流耦合运算放大器或仪表放 大器电路应用中，没有为偏置电流提供直流回路。图1 中，一个电容串接在一个运算放大器的同相(+)输入端。这 种交流耦合是隔离输入电压(VIN)中的直流电压的一种简单 方法。这种方法在高增益应用中尤为有用，在增益较高 时，即使是放大器输入端的一个较小直流电压，也会影响 运放的动态范围，甚至可能导致输出饱和。然而，容性耦 合进高阻抗输入端而不为正输入端中的电流提供直流路径 的做法会带来一些问题。

反向极性解决方案被看成是一个迫不得已、不得不做的事情。例如，在汽车系统中，搭线启动期间，防止电池反接或者电缆反向连接很重要，然而系统设计人员也必须忍受反向极性保护出现时的功率损耗。通常情况下，一提到防止反向极性情况，工程师的脑海中首先想到的就是二极管。你是不是觉得有些奇怪，孩子的玩具在装上电池后不工作，但是当你把电池的方向调过来后，玩具突然就好了？嗯，这就是反向极性电路起到的作用，一个简单的二极管就能使你的孩子开心一整天。

现在，我们为什么不能将一个二极管用于需要反向极性保护的所有应用呢？传统二极管上有0.7V的压降，而二极管上的功率损耗为V x I。想象一个要求5A电源的应用。如果使用一个肖特基二极管，那么功率损耗大约为3.5W。除了功率耗散，电路中的可用电压为电源电压减去二极管压降。

在工业和汽车应用中，大多数前端接口要求反向极性保护，而这一保护功能通常由二极管或MOSFET提供。由于它不需要电荷泵，p通道MOSFET一直用于高电流应用。然而，p通道MOSFET的Rds(on) 在低输入电压时变得过高，并且它不能防止反向电流流回到输入端。为了减少静态电流，它还需要额外的电路和信号将其关闭。我们在随后会讨论p通道MOSFET在使用时的其它弊端。