如何给核心板的底板设计电源？ (如何给核心板的数据排序)

{本文由家电维修技术小编收集整理资料}在选型某一款核心板后，硬件工程师将会针对自己的产品应用设计底板，除了外设的功能电路外，底板电源设计也是一款产品好坏的关键。结合ZLG致远电子的核心板产品，本文将对底板的电源设计提供一些方法及参考。确定各供电电源的电压和电流底板的供电电源可以简单划分为核心板的电源和其它外设的电源，如图1所示。ZLG致远电子的核心板一般只需底板供一路电源，且一般为5V,电流则各款核心板各有不同，如M系列核心板要求电流为0.8A(峰值电流)。其它外设电源的电压、电流则需要根据外设的供电需求确定，如显示屏、*头模块、以太网、USB设备等供电。底板连接核心板IO口时是要电平匹配的，所以外设至少包括与核心板IO口电平相等的电压，如M系列核心板的3.3V，M系列核心板的3.3V、1.8V。

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图1底板供电电源确定底板电源的架构输入电源不同、外设不同，底板的电源架构会有所不同，但基本可套用图2中的电源架构，具体可根据实际应用增加或变化。图2采用的是两级电源架构，一级电源由输入转5V供给核心板及其它外设，二级电源由5V转各外设需求的电压。

图2两级电源架构实际应用时，外设本身需求电流小且要求纹波小通常选用LDO供电，如果需求电压还很低，如1.2V，这时还是5V转1.2V就不太适合了，3.3V转1.2V或2.5转1.2V效率更高，这时就得在图2后面加第*电源。同样如果底板的输入需求是交流市电，则需要在图2前面加一级电源，如图3所示。

图3交流市电输入*电源架构选型电源芯片，设计电源电路根据前面确定的各供电电源的电压、电流及电源架构，可以选型满足需求的电源芯片，设计电源电路。DC-DC电源具有效率高、转换压差大、电流输出能力强的优点，但纹波和噪声较大；LDO电源具有噪声小、电路简单的优点，但效率较低、输出电流能力较弱。下面针对图2的电源架构简单讲解电源电路的设计。1.图2中一级电源需要将高电压转换到低电压，同时输出电流较大，一般采用DC-DC电源，可根据输入电压、输出电压和负载电流选择合适的DC-DC电源芯片，设计电源电路。图4为M系列评估底板的电源设计，一级电源采用的是非隔离降压DC-DC芯片,该芯片的输入电压范围为4.5V-V,输出电流3A，符合V输入和5V/2A输出的要求。

图4M系列评估底板的电源设计在一些干扰比较大或底板本身对干扰要求比较严格的应用场景，一级电源可以考虑采用隔离电源方案，图5中的一级电源使用的是ZLG致远电子的E_UHBD-W系列隔离电源的EUHBD-W,隔离电压VDC,可有效解决*因静电、浪涌而导致供电不稳定的问题。

图5前级隔离电源方案2.图2中的二级电源主要是考虑用非隔离的DC-DC电源还是LDO电源，一般数字信号、压差大、载流较大的选DC-DC电源，而模拟信号、压差小、载流小的选LDO电源。如果是采用DC-DC电源和一级电源的设计方法一样，如果是LDO则应考虑(压差X载流)是否满足热阻、温升及功耗等参数。底板和核心板组合上电时序的设计ZLG致远电子的核心板一般是5V供电的，底板的5V上电后核心板的其它电源会按照设计的上电时序依次上电，这些电源包括了IO口电平，IO口是跟底板的外设相连的，为了电平匹配，底板也同时设计了相等的电压。那问题来了，是核心板的I0口电平先上电还是底板的IO口电平先上电？底板的IO口电平能不能早于核心板的IO口电平上电？如果底板的IO口电平更早上电，底板的IO口电流有可能通过IO口倒灌回核心板的CPU或其它外设，进而导致核心板的上电时序逻辑混乱，或者启动模式引脚状态检测错误导致无法启动。所以底板设计也需要考虑上电时序的问题，但也相对简单，设计时底板的外设供电比核心板的IO口电平上电迟就行，一般有两种设计方法，如下。1.RC延时使能一般核心板的IO口电平为3.3V或1.8V,它们是经过5V降压转换得来，而底板的IO电平也是5V降压转换得来，既然是同一路电源转换得到，可以在底板设计时用RC延时电路接到电源芯片使能脚，计算RC的延时时间大于核心板的IO口电平上电时间。图6为M系列评估底板3.3V的设计，根据下面公式算得延时时间td为.ms，公式中VEN为电源芯片的高电平使能阈值电平，该芯片为1.2V。同时该芯片的软启动时间为0.5ms，所以总延时为.ms，查看M系列核心板，3.3V的延时为0.ms，满足底板IO口电平上电时间大于核心板IO口电平上电时间的要求。

图6M系列评估底板3.3V的RC延时使能设计2.利用核心板的PWR_OK引脚使能电源芯片ZLG致远电子的一些核心板会引出PWR_OK(或PGOOD)引脚，设计该引脚的目的就是为了底板的上电时序，该引脚在核心板IO口电平上电完成后会输出高电平，可以将该引脚连到底板的电源芯片使能引脚，使底板的IO口电平后上电。图7为M系列核心板的评估底板3.3V的电源设计。

图7M系列评估底板3.3V的PWR_OK使能设计