【雕爷学编程】Arduino动手做（109）---3路电压转换模块

news2024/11/26 15:01:01

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百零九：电源模块3.3V 5V 12V多路输出 DC-DC电压转换模块

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主要芯片AMS1117

系列稳压器有可调版与多种固定电压版，设计用于提供1A输出电流且工作压差可低至1V。在最大输出电流时，AMS1117器件的最小压差保证不超过1.3V，并随负载电流的减小而逐渐降低。AMS1117的片上微调把基准电压调整到1.5%的误差以内，而且电流限制也得到了调整，以尽量减少因稳压器和电源电路超载而造成的压力。AMS1117器件引脚上兼容其他三端SCSI稳压器，提供适用贴片安装的SOT-223，8引脚SOIC，和TO-252(DPAK)塑料封装。AMS1117 基本参数

输出电流 (A) 1

输出电压 (V) Adj,1.2,1.5, 1.8, 2.5,2.85, 3.3, 5.0, *

初始误差 (%) ±1.5

压差 (V) 1.3

封装类型 SOT-223 TO-252 SO-8

三端口可调节或固定输出电压1.2V,1.5V, 1.8V, 2.5V, 2.85V, 3.3V 和5.0V 输出电流1A 工作压差低至1V 线荷载调节：0.2% Max. 负载调节：0.4% Max. 可选SOT-223,TO-252和SO-8封装。

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DC-DC
是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置，其采用微电子技术，把小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装成一体而构成。dc-dc是一种新研制的小型化电源开关模块，它是采用微电子技术，把小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装成一体而构成。dc-dc电源模块的使用有利于简化电源电路设计缩短研制周期，实现最佳指标等，可广泛应用于各类数字仪表和智能仪器中。dc-dc电源模块广泛用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。由于采用模块组建电源系统具有设计周期短、可靠性高、系统升级容易等特点，电源模块的应用越来越广泛。尤其近几年由于数据业务的飞速发展和分布式供电系统的不断推广，电源模块的增幅已经超出了一次电源。随着半导体工艺、封装技术和高频软开关的大量使用，电源模块功率密度越来越大，转换效率越来越高，应用也越来越简单。

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DC-DC转换器
为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。在电路类型分类上属于斩波电路。

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DC-DC转换器工作原理
什么是DC（Direct Current）呢？它表示的是直流电源，诸如干电池或车载电池之类。家庭用的220V电源是交流电源（AC）。若通过一个转换器能将一个直流电压（3.0V）转换成其他的直流电压（1.5V或5.0V），我们称这个转换器为DC-DC转换器，或称之为开关电源或开关调整器。

A: DC-DC转换器一般由控制芯片，电感线圈，二极管，三极管，电容器构成。在讨论DC-DC转换器的性能时，如果单针对控制芯片，是不能判断其优劣的。其外围电路的元器件特性，和基板的布线方式等，能改变电源电路的性能，因此，应进行综合判断。

B: 调制方式
1: PFM（脉冲频率调制方式）
开关脉冲宽度一定，通过改变脉冲输出的频率，使输出电压达到稳定。
2: PWM（脉冲宽度调制方式）
开关脉冲的频率一定，通过改变脉冲输出宽度，使输出电压达到稳定。

C: 通常情况下，采用PFM和PWM这两种不同调制方式的DC-DC转换器的性能不同点如下。
PWM的频率，PFM的占空比的选择方法。

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开关稳压芯片方案：稳压范围大，能量损耗小，简单来说就是按需释放能量。

DC-DC转换器功能
一、隔离
1、噪声隔离：（模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离）
2、安全隔离：强电弱电隔离\IGBT隔离驱动\浪涌隔离保护\雷电隔离保护（如人体接触的医疗电子设备的隔离保护）
3、接地环路消除：远程信号传输\分布式电源供电系统
二、电压变换：
升压变换\降压变换\交直流转换（AC/DC、DC/AC）\极性变换（正负极性转换、单电源与正负电源转换、单电源与多电源转换）
三、保护：
短路保护、过压保护、欠压保护、过流保护、其它保护
四、降噪：
采用有源滤波
五、稳压：
交流市电供电\远程直流供电\分布式电源供电系统\电池供电

性能
1.输入输出端的电压均为平滑直流,无交流谐波分量
2.输出阻抗为零
3.快速动态响应,抑制能力强
4.高效率小型化

应用
1.Driving:电车,地铁,电动汽车,火车
2.直流电机调速系统,
3.照明,氙灯ballast
4.switching power supply,Eg.Adapter,VRM

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模块上的两只稳压芯片AMS1117

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3.3V 5V 12V多路输出电源模块
1 一路输入：直流6V–12V (输入电压必须比要输出电压高1V以上。)
2 三路输出：3.3V(±0.05v误差)，5.0V(±0.05v误差)，800mA （负载电流不能超过800ma）,12V（输入12V直接转输出）
3 双面板设计，布局美观大方；
4 特别设计2个排针固定孔，可直接固定在洞洞板上进行扩展实验；
5 输入输出使用多个排针，方便使用和连接；
6 PCB板尺寸：4.5cm*4.5cm
7 带电源指示灯（红色）

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【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百零九：电源模块3.3V 5V 12V多路输出 DC-DC电压转换模块
项目：检测电源模块的三路输出电压值
5V---------VCC
GND--------GND
A0------S（输出端口）

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百零九： 电源模块3.3V 5V 12V多路输出 DC-DC电压转换模块

项目：检测电源模块的三路输出电压值

5V---------VCC

GND--------GND

A0------S（输出端口）

*/

int analogpin=0;              

int val,val5;           

int val2=0;           

int val3=0;           

int val4=0;     

       

void setup(){

  Serial.begin(9600);   

}

void loop(){

  int val,val5;

  float val1;

  val=analogRead(analogpin);       

  val1=val/4.2;

  val5=(int)val1;

  val3=val5/100;

  val2=(val5%100)/10;

  val4=val5%10;

  Serial.print("$CLEAR\r\n");         

  Serial.print("$GO 1 1\r\n");         

  Serial.print("$PRINT Voltage:\r\n");     

  Serial.print("$GO 1 9\r\n");

  Serial.print("$PRINT ");     

  Serial.print(val3);                

  Serial.print(val2);                

  Serial.print(".");                

  Serial.print(val4);                

  Serial.println("V");               

  delay(5000);                    

}