工程师，在开发设计电路项目，一般是首先根据项目的设计功能需求，确定整体的电路方案框架；其次是评审电路方案后，再研究每个电路功能的详细设计原理图；其中电路功能包含：

1. 电源电路：LDO电源电路，DC-DC电源电路，AC-DC电源电路等等；
2. MCU电路：单片机电路，如晶振电路、复位电路等等；
3. 驱动电路：电机驱动电路、LCD驱动电路、LED驱动电路等等
4. 通信电路：CAN通信电路、232通信电路，USB通信电路等等；
5. 开关电路：按键检测电路、逻辑电平电路、触发电路等等；

单片机

不同功能的电路，在设计详细的电路原理图，工程师依据的电路理论都不尽相同。芯片哥就针对电源电路设计问题，和工程师一起重点交流探讨一下。

01

电源的电压

单片机，作为电路系统的控制计算核心，它的工作电压幅值，很大程度上决定了信号的逻辑电平电压大小。其中

最常见的是3.3V与5.0V。当然除了这两个规格，还有1.2V与1.9V以及12V电压等级，只是这三个规格在实际项目应用中出现的概率较小。

电源电路

若是在方案设计之初，工程师选用单片机的工作电源为3.3V，则电源电路的设计要求是将外部输入的电源，如12V，通过电源芯片转换输出3.3V；

若是在方案设计之初，工程师选用单片机的工作电源为5.0V，则电源电路的设计要求是将外部输入的电源，如12V或24V，通过电源芯片转换输出5.0V；

当然，电源芯片参数选型，除了转换电压功能这个关键因素之外，工程师还会兼顾Enable使能、静态电流、输出电流、最大耐压值等等。

02

电源的电流

工程师，确定电路系统的工作电源电压，如5.0V，经过与芯片供应商的协商沟通或者查找相关的技术资料，初次判断HT7550 SOT89这个型号的电源芯片满足项目的设计要求；

1. HT7550电源芯片，它的最大输入耐压值达到30V，输出电压也为5.0V，可以实现将12V转换输出5.0V的功能，符合要求
2. HT7550电源芯片，它的封装为SOT89，属于小尺寸，可以节约PCB板的空间，符合要求；
3. HT7550电源芯片，它的静态电流相比较1117-5.0，非常小，达到2.5uA，符合项目的低功耗要求；

HT7550电源芯片

只是遗憾的是，HT7550电源芯片，它的最大输出电流只有100mA，稍微低于项目的150mA电流要求。

面对这个电源芯片电流小的问题怎么办？怎么去解决？难道又重新去选型？

当然，重新选型，肯定是能解决问题的，只是这并不是全部，它还有其他的途径。工程师，可以再优化下它的工作电路，增加电源芯片的输出电流值。

优化电路，可以增加电源芯片的输出电流值？

是的，没错。芯片哥就和工程师重点讨论这个优化的电路方案。通过优化电路的方案，工程师就可以直接省去了重新选型的麻烦。

具体怎么做呢？

03

优化的电路

回到最初的问题，电源芯片，输出的电流值不够，该如何解决？

电流不够，那只能优化原来的电路，增加它的电流值。什么样的电路能实现这个功能呢？首选芯片哥和小伙伴，一起看一下HT7550电源芯片的正常应用电路。

HT7550电源电路

在这个应用电路中，C1电容为输入电容，C2电容为输出电容，两者的功能都是类似，起到储能滤波作用。

Vin为输入电压，Vout为输出电压。输出的电流值，完全是由HT7550电源芯片本身决定的，外界是无法调节的。

HT7550电源芯片，输出电流无法调节，只能是固定的100mA，但这个100mA电流是达不到项目的150mA电流开发要求，因此需要再优化它的电源应用电路。

具体怎么优化HT7550电源电路呢？

显然，三极管的电路特性，它是具有电流放大能力的，正好可以实现增加电流的功能，也就是说通过在原来的电源电路，引入三极管的电流放大电路，或许就可以实现增加电源芯片的输出电流值。

HT7550电源优化后的电路

Q1三极管是这个优化电路的核心器件，就是利用三极管的电流放大能力，增加HT7550电源芯片的输出电流值。

Vin（如12V）为电路的输入电压，经过R1电阻，使得Q1三极管的发射结产生大约0.7V的压降差，与此同时HT7550电源芯片会输出固定的5.0V电压，也就是Q1三极管的集电极电压为5.0V，固定不变。

Q1三极管的发射极是连接在Vin 12.0V上，要大于Q1三极管的集电极电压5.0V，那么此时Q1三极管就会一直进入电流放大的工作状态，使得Q1三极管的集电极输出一个较大的电流值。

Q1三极管的集电极由于是和HT7550电源芯片的输出端连接在一起，因此HT7550电源芯片相当于增加获得了Q1三极管的集电极输出电流值。

这样是不是实现了HT7550电源芯片的输出电流值了，答案是肯定的。

也许还有工程师有个小的疑问，电阻R1的阻值如何确定？

确定电阻阻值，根据欧姆定律

R = U / I

需要知道两个参数，电阻两端的电压与流过电阻的电流。电阻两端的电压其实也就是Q1三极管的发射结电压，约为0.7V。

计算出电阻的电压，剩下的就是电阻电流了。根据能量守恒定律，HT7550电源芯片的输入功率是要等于输出功率的，也就是

输入功率是 Vin * I，是等于输出功率 5V * 100mA。Vin 为12V，因此可以计算出电流I的大小，其数值为5.12mA，约5mA。

输入功率是等于输出功率＋HT7550电源芯片自身消耗的功率（数值较小），此计算方法是忽略的HT7550电源芯片的自身消耗功率

至此，可以轻松计算出电阻R1的阻值，约为140Ω。

04

写到最后，芯片哥已经从实际的项目设计需求出发，结合电源电路设计遇到的具体问题，整体上解决了电源电路电流输出不足的优化方案。其本质是

利用三极管的电流放大能力，增加电路的输出电流。

本文由【芯片哥】原创撰写，请持续关注芯片哥，后面会定期更新有关于电子元器件与芯片，包括一些电子产品项目开发案例的相关内容

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