师从：https://www.bilibili.com/read/cv4088568/

题目是这样的：
设计和制作一台恒流（CC）工作模式的简易直流电子负载。其原理示意图如图1所示。

图1简易直流电子负载原理示意图

二、要求
1.基本要求
（1）恒流（CC）工作模式的电流设置范围为100mA～1000mA，设置分辨率为100mA，设置精度为
±1%。还要求CC工作模式具有开路设置，相当于设置的电流值为零。

（2）能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，测量精度为±（0.1%+0.1%FS）。

（3）能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±（0.2%+0.2%FS）。

2.发挥部分
（1）自制一个稳压电源(允许采用集成稳压芯片),以供测试直流电子负载性能时使用。要求稳压电源的输出电压为5V±0.1V，额定输出电流大于1A，纹波与噪声电压（峰峰值）不大于20mV。

（2）编程使制作的简易直流电子负载具有负载调整率自动测试功能，要求负载调整率的测试范围为1.0%～19.9%，测量精度为±1%。采用简易直流电子负载测试自制稳压电源的负载调整率，其测试示意图如图2所示。为了便于测试，图中加入了电阻RW，更换不同阻值的RW，可以改变被测电源的负载调整率。

图2稳压电源及负载调整率测试示意图

（3）进一步提高电压测量和电流测量的精度，并将直流电子负载的负载调整率测试范围扩展为0.1%～19.9%，测量精度为±1%。

（4）其他。

三、说明
1、在恒流（CC）模式下，不管电子负载两端电压是否变化，流过电子负载的电流为一个设定的恒定值，该模式适合用于测试直流稳压电源的调整率，电池放电特性等场合。

2、直流稳压电源负载调整率是指电源输出电流从零至额定值变化时引起的输出电压变化率。本题负载调整率的测量过程要求自动完成，即在输入有关参数后，能直接给出电源的负载调整率。

一、恒流电子负载介绍

恒流电子负载是一种电子设备，用于模拟恒定电流消耗的负载，它在测试和评价电源（如电池、稳压电源、开关电源等）性能时非常有用。恒流电子负载可以根据设定的电流值，稳定地吸收指定电流，而不受电源输出电压波动的影响。这类设备广泛应用于电子测试领域，用于测试电源在不同负载条件下的响应和稳定性。

恒流电子负载的用途

1. 电源性能测试： 恒流电子负载能模拟稳定电流消耗，从而帮助测试电源的稳定性。例如，测试稳压电源在负载变化时的电压输出是否平稳，评估其负载调整率。

2. 电池容量与寿命测试： 通过恒定电流放电，能够准确评估电池的容量、寿命和放电特性。恒流电子负载可以用于检测电池在恒流条件下的放电时长，帮助判断电池的实际性能。

3. 散热与负载能力评估： 在电源或电池长时间处于高负载的情况下，恒流电子负载可模拟这些工作条件，以便评估电源系统的散热能力和工作稳定性。

4. 过流保护测试： 恒流电子负载可以模拟不同的负载条件，帮助测试电源的保护功能，比如过流保护和短路保护。这对于设计安全可靠的电源系统非常重要。

二、N-MOS 基础知识

N-MOS（N型金属氧化物半导体）是一种常见的半导体器件，由n型材料构成，广泛应用于数字电路和模拟电路。以下是N-MOS的一些基础知识：

1. 基本结构：N-MOS晶体管由源极（Source）、漏极（Drain）、栅极（Gate）和衬底（Substrate）组成。源极和漏极均为n型掺杂，而衬底为p型。栅极位于源极和漏极之间，由绝缘层（通常是氧化硅）隔开。

2. 工作原理：N-MOS通过在栅极上施加电压控制沟道的形成。当栅极电压高于某一阈值电压时，p型衬底中的空穴被驱逐，形成一个n型导电沟道，电流可以在源极和漏极之间流动；当栅极电压低于阈值时，沟道关闭，不允许电流通过。

3. 导通条件：对于N-MOS，要使其导通，栅极电压（Vgs）必须高于阈值电压（Vth）。一旦Vgs > Vth，在源漏之间形成导电通道，允许电流从漏极流向源极。

4. 饱和区和线性区：

   • 线性区：当漏-源电压（Vds）小于栅-源电压减去阈值电压（Vgs - Vth）时，N-MOS工作在线性区，电流与Vds成正比。
   • 饱和区：当Vds > (Vgs - Vth)时，N-MOS进入饱和区，电流趋于饱和，主要取决于栅极电压。

上面讲的是增强型（Enhancement-mode）N-MOS的工作原理。这种类型的N-MOS在初始状态下没有导电沟道，只有当栅极电压（Vgs）高于阈值电压（Vth）时才会形成沟道并导通。

耗尽型（Depletion-mode）N-MOS与增强型的不同之处在于其初始状态下已经有导电沟道，即使在栅极电压为零时也可以导通。若要关闭耗尽型N-MOS，需要在栅极上施加负电压（相对于源极），以耗尽沟道中的电子，从而关闭通道。

[外链图片转存中…(img-URJHqIiW-1730433325225)]

[外链图片转存中…(img-DQDdUQxA-1730433325226)]

[外链图片转存中…(img-JWzR6hxH-1730433325226)]

[外链图片转存中…(img-SXDzvEWp-1730433325226)]

在MOS管（包括N-MOS和P-MOS）电路图中，经常会看到一个寄生二极管的符号。这个二极管的存在是由MOS管的物理结构决定的，通常出现在源极和漏极之间，并且方向由源极和衬底的连接方式决定。以下是识别和理解寄生二极管方向的要点：

寄生二极管的产生原因

MOS管的源极和漏极分别为n型区域，而衬底（substrate）通常为p型区域，这种结构会在n型和p型材料的交界处形成PN结，即产生寄生二极管。这是不可避免的寄生效应。

寄生二极管的方向

在电路图中，寄生二极管的方向是从P型区域（衬底）指向N型区域（源极或漏极）。对于N-MOS来说，衬底是P型材料。

寄生二极管的符号方向：

• 对于N-MOS管：寄生二极管的方向是从源极（S）指向漏极（D）。这是因为源极与衬底连接，从而形成了PN结。
• 对于P-MOS管：寄生二极管的方向与N-MOS相反，箭头方向是从漏极（D）指向源极（S）。

[外链图片转存中…(img-tNjVqM2Y-1730433325227)]

判断寄生二极管是否导通

• 当寄生二极管的正向电压达到导通电压（一般为0.7V左右），该二极管就会导通。
• 在实际电路中，通过调整源极、漏极、衬底电位，设计师可以避免寄生二极管进入导通状态，从而确保MOS管按照预期工作。

寄生二极管的实际影响

寄生二极管通常会对电路产生影响，特别是在开关电路和功率电路中。如果寄生二极管意外导通，可能会导致短路、漏电流增加等问题。因此，在设计电路时会特别注意寄生二极管的方向和影响。

三、IRF1010E MOSFET管

IRF1010E ， N沟道 增强MOSFET：

https://item.szlcsc.com/2934.html?fromZone=s_s__%2522IRF1010E%2522

[外链图片转存中…(img-onbIeQp6-1730433325227)]

[外链图片转存中…(img-o83DjuZE-1730433325227)]

IRF1010E MOSFET的“典型输出特性”曲线解析

IRF1010E MOSFET的“Typical Output Characteristics”曲线用于展示其输出特性，即漏极电流（$I_D$）与漏极-源极电压（$V_{DS}$）之间的关系，给定不同栅极-源极电压（$V_{GS}$）的情况下的变化。一般来说，这种曲线帮助工程师理解MOSFET在不同栅极驱动电压下的电流-电压关系，以便更好地应用于电路设计中。

在查看IRF1010E的“Typical Output Characteristics”曲线时，可以关注以下几个关键点：

1. 横轴（X轴）表示漏极-源极电压（$V_{DS}$）：此轴显示了MOSFET在不同$V_{DS}$值下的工作情况。

2. 纵轴（Y轴）表示漏极电流（$I_D$）：此轴展示了MOSFET在不同漏极电流下的输出特性。

3. 多条曲线对应不同的栅极-源极电压（$V_{GS}$）：每条曲线对应一个固定的$V_{GS}$值，通常在几伏到十几伏之间。随着$V_{GS}$的增加，漏极电流（$I_D$）也随之增大，这说明栅极电压越高，MOSFET的导通能力越强。

4. “线性区”和“饱和区”：在低$V_{DS}$下，曲线呈现近似线性关系，称为“线性区”（或“欧姆区”）。当$V_{DS}$继续增大到某个值后，$I_D$趋于平缓，进入“饱和区”。在饱和区，$I_D$基本保持不变，主要由$V_{GS}$控制。

5. 导通电阻（$R_{DS(on)}$）：通过观察线性区的斜率，可以间接理解MOSFET的导通电阻。斜率越陡，意味着导通电阻越小，导通性能更好。

这种典型输出特性曲线能够帮助设计人员确定MOSFET在不同操作电压下的工作区域，从而合理设计电路。例如，在开关电源或功率放大器中，需要根据MOSFET的工作状态选择合适的栅极驱动电压和漏极电流范围，以确保电路的高效和稳定运行。

要判断MOSFET是否处于**“线性区”或“饱和区”（有时也称为放大区**），需要查看MOSFET的漏极-源极电压 $V_{DS}$ 和栅极-源极电压 $V_{GS}$ 的关系。关键参数是 $V_{DS}$ 和 $V_{GS}$，以及 MOSFET 的阈值电压 $V_{GS(th)}$。

判断线性区和饱和区的条件

对于 N沟道MOSFET，区分线性区和饱和区的条件如下：

1. 线性区（欧姆区）：

   • 当 MOSFET 的漏极-源极电压 $V_{DS}$ 小于 $V_{GS}-V_{GS(th)}$ 时，MOSFET处于线性区。
   • 条件为：$ V_{DS} < V_{GS} - V_{GS(th)} $。
   • 在这种情况下，$I_D$ 和 $V_{DS}$ 之间的关系近似线性，MOSFET表现出一个可变电阻的特性。因此，这一区域也被称为“欧姆区”或“线性区”。

2. 饱和区（放大区）：

   • 当 MOSFET 的漏极-源极电压 $V_{DS}$ 大于或等于 $V_{GS}-V_{GS(th)}$ 时，MOSFET进入饱和区。
   • 条件为：$ V_{DS} \geq V_{GS} - V_{GS(th)} $。
   • 在饱和区，$I_D$基本上不再随$V_{DS}$增加而明显增加，而是主要由$V_{GS}$控制。这一区域常用于MOSFET的放大器工作模式，也称为“恒流区”或“饱和区”。

示例说明

假设一个 N沟道MOSFET 的阈值电压 $V_{GS(th)}$ 为 2V。如果栅极-源极电压 $V_{GS}$ 设置为 5V，那么我们可以计算线性区和饱和区的分界点：

• $V_{GS}-V_{GS(th)}=5V-2V=3V$。

因此，当 $V_{DS}<3V$ 时，MOSFET工作在线性区；
而当 $V_{DS}\ge 3V$ 时，MOSFET进入饱和区。

四、运放与负反馈电路

[外链图片转存中…(img-kap7dmiZ-1730433325228)]

基于运算放大器（OP07AH）和MOSFET（IRLU2905ZPBF）。分析电路中的反馈和工作原理如下：

电路组成

• 运算放大器（OP07AH，U1）：该运放的负输入端（引脚2）通过电阻R1和R2连接到5V电源，从而形成一个基准电压。
• MOSFET（IRLU2905ZPBF，Q1）：作为恒流源的主要控制元件，控制输出电流。
• 反馈电阻（R3，1kΩ）：该电阻用于将源极电流转换为电压反馈给运放。

工作原理

• 基准电压形成：通过分压器（R1和R2），运放的负输入端保持在一个基准电压（2.5V）。这个基准电压将决定恒流源的输出电流。
• 反馈机制：
  • MOSFET的源极电流流经R3产生电压降，并通过反馈探针（探针2）送回到运放的正输入端（引脚3）。
  • 运放会调节其输出（探针3）来控制MOSFET的栅极电压，以使正输入端电压与负输入端的基准电压一致。
• 恒流输出：由于R3的反馈电阻值为1kΩ，因此运放会调节输出电流，使得通过R3的电压降为2.5V，从而保证电流保持在2.5mA左右。

反馈分析

该电路采用负反馈，通过运放和R3之间的反馈回路，运放会调节MOSFET的栅极电压，以使源极电压达到并维持在基准电压。反馈回路的核心是使正输入端电压与基准电压（2.5V）保持一致，从而稳定电流。

这种反馈设计确保了恒流输出，电流大小主要由基准电压和R3的阻值决定。在该电路中，负反馈保证了电流的稳定性，即使负载电阻发生变化，也不会影响电流的恒定输出。

电流反馈还是电压反馈？

• 电压反馈：在该电路中，运算放大器的正输入端接收的是R3两端的电压，而不是电流。因此，这里反馈的量是电压。
• 结论：这是电压反馈。

正反馈还是负反馈？

• 负反馈：运算放大器通过反馈回路调整输出，使其正输入端的电压与负输入端的基准电压（2.5V）一致。运放会调节MOSFET的栅极电压来控制电流，以保证正输入端与基准电压平衡。这种反馈方式会抑制电路中的输出变化，因此属于负反馈。
• 结论：这是负反馈。

串联反馈还是并联反馈？

• 串联反馈：在该电路中，反馈电压通过电阻R3并入到运放的正输入端，并不是直接并联在输出端与输入端之间。因此，反馈的形式是在反馈路径中与输入信号串联。

• 结论：这是串联反馈。

• 该电路采用的是负反馈，电压反馈，且是串联反馈。

判断资料：

https://blog.csdn.net/qq_43786066/article/details/104372443

虚短虚断

运算放大器（Operational Amplifier，简称运放）在电路分析中常用到两个重要的概念，即虚短和虚断。这些概念帮助简化电路分析，使得运放的使用变得更加直观和便捷。下面分别讲解这两个概念的含义及应用。

1. 虚短

虚短是指在理想运放工作时，其同相输入端（+）和反相输入端（-）的电位相等。虽然这两个输入端之间没有直接导线连接，但在反馈的作用下，它们会自动调整到几乎相同的电位。这种现象被称为“虚短”，即“虚拟短路”。

• 原因：理想运放的增益非常高，接近无穷大。当存在负反馈时，输入端之间的电压差（也就是输入失调电压）会被放大到接近零，导致运放的两个输入端电位趋于相等。
• 条件：必须有负反馈才能实现虚短。
• 应用：虚短使得电路分析简化。由于两输入端电位相等，可以将电路节点等效为一个等电位点，从而简化电流、电压的计算。

例子：在反相放大器中，输入信号接入反相输入端，通过反馈电阻连接到输出端，由于虚短关系，同相端接地，反相端电位会自动趋近于0V。这样就可以方便地计算出输入电流和输出电压。

2. 虚断

虚断是指在理想运放工作时，其两个输入端之间没有电流流动。换句话说，同相输入端和反相输入端的电流几乎为零。由于理想运放的输入阻抗是无穷大，因此输入端不会吸收电流。这种现象被称为“虚断”，即“虚拟断开”。

• 原因：理想运放的输入阻抗趋近于无穷大，使得输入端不可能有电流流入。
• 应用：虚断使得分析运放电路中的电流分布更加方便。由于输入端无电流，电路中的电流分配可以按照节点电流定律来处理，而无需考虑输入端的电流。

例子：在电压跟随器中，由于虚断，输入端不会有电流流入。因此输入电压直接传递到输出端，没有电流通过运放输入端，从而实现理想的电压传输。

总结

• 虚短：同相输入端与反相输入端电位相等，但没有直接连接。
• 虚断：同相输入端和反相输入端之间没有电流流动。

这两个特性是理想运放的假设条件，在分析运放电路时非常重要。实际中，由于运放的增益、输入阻抗和反馈网络的存在，这些特性会有一定偏差，但一般可以近似认为它们成立。

五、增加恒流源电流

减小R3电阻即可实现！

通过缩小R3电阻来增加电流。恒流源的输出电流由运放反馈控制，使得R3上的电压降与基准电压（在这里是2.5V）相等。

如果 R3 从 1kΩ 减小到 500Ω，那么电流会从 2.5mA 增加到 5mA。

不过，需要注意的是，减小 R3 电阻值虽然能增加电流，但也会导致发热量增大，同时对 MOSFET 的功率要求也会更高。您还需要确保 MOSFET 的规格足够应对增加的电流，以避免过热或损坏。此外，还可以考虑提升电源电压或改进散热设计，以适应更高的电流负载。

六、计算MOSFET功率和电阻功率

假想设置一个最终目标，比如最终想要对20V的电源进行负载能力评估，而最大电流想要4A，那么总的功率就是80W。

电阻使用1Ω的电阻。最大功率要支持I^2R，也就是16W。10个10Ω的电阻并联做为1Ω电阻，每个电阻最低要1.6W额定功率。

而落在MOSFET的功率就是64W。发热会很严重。需要散热片，MOSFET本身也要支持这么大的功率。 温度本身也会对MOSFET的曲线进行影响，所以在后续设计里要考虑反馈。

八、思考运放的供电电压

如果正向输入端电压变成4V，并且把R3电阻改为1欧姆。

运放的电源要多大才合适他自己负反馈自己调节输出电压，需要正负18V吗，还是更小就可以。我要求的参数只要可以达到4A就可以。

在这个电路中，如果希望在R3（1Ω）上实现4A的电流，则意味着R3两端需要维持4V的电压。这需要运放和MOSFET的共同作用来维持稳定的电流输出。在此情况下，我们可以分析运放的电源需求。

1. 运放的输出电压要求

为了达到4A电流，运放的输出端电压需要达到8V（假设MOSFET的阈值电压Vgs为4V）。这意味着运放的输出端需要提供至少8V来驱动MOSFET的栅极，使其在源极上保持4V。

2. 运放的电源需求

运放的输出电压需要达到8V，且该电压是在相对于地的正向输出。如果电源电压低于此值，则无法维持所需的输出电压。

在运放电路设计中，为了确保负反馈稳定调节，通常电源电压应有一定的裕量，因此提供正负12V的电源可能是一个合适的选择。正负12V电源可以为运放提供充足的电压范围，使其能够输出所需的电压来调节MOSFET栅极电压。

是否需要正负18V

虽然正负18V会提供更宽裕的范围，但在此应用中未必需要这么高的电源电压。只要运放的电源电压足够高，能够输出至少8V的正向电压，就可以维持4A的电流。因此：

• 正负12V电源应该可以满足此设计需求，提供充足的电压裕量，使运放能够稳定工作。
• 如果存在极端负载波动或运放输出特性不足，可以考虑正负15V的电源，但一般不需要到正负18V。

九、电阻并联会提高精度

10个10欧姆 1%精度的电阻并联后，总体电阻1欧姆精度是上升了还是下降了？

答：

经过重新组织后的公式内容如下：

10个10欧姆、1%精度的电阻并联后，总体电阻的精度会有所提升。具体分析如下：

1. 计算等效电阻

当多个相同阻值的电阻并联时，总电阻 $R_{total}$ 等于单个电阻阻值 $R$ 除以并联数量 $n$：

$$R_{total}=\frac{R}{n}=\frac{10\Omega }{10}=1\Omega$$

因此，10个10欧姆电阻并联后的等效电阻为1欧姆。

2. 精度分析

每个电阻的精度为1%，即单个10欧姆电阻的阻值可能在 $10\Omega \pm 0.1\Omega$ 范围内（9.9欧姆到10.1欧姆）。

由于并联电阻的等效阻值波动会减小，总体精度通常会提高。可以用以下公式计算总等效电阻的精度：

$$\text{总误差}=\frac{\text{单个电阻误差}}{\sqrt{n}}$$

对于10个电阻并联：

$$\text{总误差}=\frac{1\%}{\sqrt{10}}\approx 0.316\%$$

结论

10个1%精度的10欧姆电阻并联后，总体电阻的等效精度上升，达到了约0.316%的精度。即1欧姆的等效电阻的实际阻值范围更接近1欧姆（大约在0.9968欧姆到1.0032欧姆之间）。

十、参考电压改为单片机DAC

在下图电路里，探针1处的参考电压是很关键的，图里用电阻R1和电阻R2分压得到2.5V，而探针10处的电压也会等于这里的电压。

如果我们设计恒流源要4A电流，R3电阻改为1欧姆。也就是探针10要最大电压可以达到4V，也就是探针1的参考电压可以搞到4V。

[外链图片转存中…(img-gI3EJ8Pn-1730433325228)]

将单片机的2个DAC输出做加法后得到探针1参考电压，这样可以由代码控制探针1参考电压。

这里的电路是这样的：

[外链图片转存中…(img-kTAkNzJy-1730433325228)]

该电路图主要包含三个运算放大器（OP07CD），分别标注为U6、U7和U10。每个运放都接有相关的电阻和连接点（如TP1、TP2、TP6等），以下是电路的分析：

1. U6运放：

   • 输入端：DA2信号通过10kΩ电阻（R26）输入到U6的同相输入端（+）。
   • 反馈电阻：U6的输出端通过10kΩ的反馈电阻（R30）接到反相输入端（-），形成了增益为2的电压跟随电路。
   • 输出：U6的输出端连接到测试点TP1。

2. U7运放：

   • U7的输入来自于U6的输出（TP1），通过10kΩ电阻（R27）输入到U7的同相输入端。
   • 与U6类似，U7的反馈网络也使用了相同的10kΩ电阻（R33和R32），确保了增益保持一致。
   • U7的输出连接到测试点TP2。

3. U10运放：

   • 输入端：DA1信号通过10kΩ电阻（R35）输入到U10的同相输入端（+）。
   • 反馈电阻：与U6和U7相似，U10也采用了10kΩ反馈电阻（R50），并接到反相输入端，形成增益为2的结构。
   • 输出：U10的输出连接到测试点TP6。

• 所有运放（U6、U7和U10）都连接到24V和-5V的双电源，以确保电路正常工作。
• 这样设计电路后，对程序来说，是很灵活控制的。

十一、整体电路设计

AD1接到单片机的ADC，由单片机采集当前的反馈电压，也就可以计算出恒流源当前的电流 $I_D$ 。

AD2也接到单片机的ADC，由单片机采集当前外部电源的输入电压。

[外链图片转存中…(img-cpYtXtTr-1730433325228)]

当J1不接待测试电源的时候，MOSFET的D端悬空，AD2采集到的电压会无限接近0。

R48电阻是up设计的程序闭环，焊接R48，就意味着要自己控制TP3的电压，U8会成为一个电压射随器，TP2电压多少，TP3就会是多少。这样程序可以随时关闭MOSFET。

而R49电阻是硬件反馈闭环，依据运放反馈电路自主调节TP5的电压，这种反馈调节会非常迅速让TP5电压等于TP2电压。运放输出，也就是TP3的电压会自主变化。

更推荐R49电阻连接，R48电阻不要接。up主设计这个是想做一次板子就灵活测试方案。对于过压保护或者空载后突然接电源的保护，up在电源设计里加入了继电器。所以不用担心峰值电流对整个电子负载的冲击。

十二、电源电路设计

电源总体电路

up主电源部分的设计如下图：

[外链图片转存中…(img-hlWlRila-1730433325229)]

降压电路

是一个典型的降压电路，采用了MP1470芯片，通过将输入的12V电压转换为输出的5V。

MP1470 是由 MPS（Monolithic Power Systems）公司生产的一款高效降压（Buck）转换器芯片，广泛应用于工业控制设备、通信设备、消费电子产品和 LED 驱动电路等领域。它支持 4.5V 到 18V 的宽输入电压范围，并能提供最高 2A 的输出电流，非常适合从较高电压（如 12V）降压至较低电压（如 5V、3.3V）的应用。该芯片内置高效功率 MOSFET，开关频率为 1.4MHz，有助于设计较小的输出滤波器件，同时保持较低的输出纹波，从而提高电源效率和稳定性。此外，MP1470 具备多种保护功能，包括过流保护（OCP）、短路保护（SCP）、热关断保护（OTP）和欠压锁定（UVLO），有效提升了电路的可靠性和安全性。通过其反馈引脚（FB），可以精准调节输出电压，用户只需调整外部反馈电阻分压即可设定所需的输出电压。MP1470 的小体积、高效率和稳定输出，使其在需要高效 DC-DC 降压的应用场景中备受青睐。

手册看这里：

https://www.monolithicpower.com/en/mp1476.html

对于降压电路的设计，手册推荐是这样的，我建议按手册设计即可，不用额外再加滤波电路。

下图红圈里就是π型滤波器，π型滤波器（Pi型滤波器）是一种常用的低通滤波器，常见于电源电路和信号处理电路中。

C5作为电源输入端的滤波电容，用于滤除低频纹波和电源噪声；

而C6为100nF，属于高频旁路电容，用于滤除高频干扰。这两者的组合有助于应对不同频率范围内的噪声干扰。

关于R4（4KΩ）连接在电源两端的原因，可能有以下几个考虑：

1. 泄放电容电荷：在某些设计中，在电容并联一个电阻可以帮助电容在电路关闭或电源断开时迅速放电，避免残留电荷积累在电容上，从而提高电路的安全性。

2. 抑制突发性噪声：在电源输入端串入电阻，可以略微增加阻尼效果，有助于抑制瞬态高频干扰（如尖峰噪声）。这样可以减缓输入电压的快速变化，保护后级电路免受高频尖峰的干扰。

3. 提供一定负载：在某些电路中，电源输入可能需要一定的负载来稳定电压，R4可以作为一个基本的电源负载，确保电源不会在无负载时发生不稳定现象（例如某些开关电源在无负载时会产生不稳定的输出波形）。

不过，这种设计的实际效果会受到R4阻值的影响。在本电路中，4KΩ的阻值相对较大，因此功耗较小，对电源的负载效果微乎其微，更主要的作用可能是泄放电荷和增加一点阻尼效果。

升压电路

MT3608手册：

https://www.olimex.com/Products/Breadboarding/BB-PWR-3608/resources/MT3608.pdf

MT3608是一种高效的1.2MHz、2A升压转换芯片，适用于低功率设备。该芯片工作在2V至24V的输入电压范围内，支持最高28V的输出，并集成了80mΩ的MOSFET开关，具有内部4A的开关电流限制。MT3608在轻载下会自动切换至脉冲频率调制模式，确保了较高的效率（最高达97%），并内置欠压锁定、过流保护和热关断功能，有助于防止过载损坏。其典型应用包括电池供电设备、机顶盒、LCD偏置供电等。MT3608的封装为小型6引脚SOT23-6，适合用于需要体积小、成本低的便携式应用。

基础电路：

内部参考电压 VREF

内部参考电压 VREF 为 0.6V（典型值）。输出电压通过一个电阻分压器（$R1$ 和 $R2$）连接到反馈引脚（FB）。输出电压的计算公式如下：

$$V_{OUT}=V_{REF}\times \left(1+\frac{R1}{R2}\right)$$

电感选择

推荐的电感值范围为 4.7 至 22μH。对于便携设备（例如用于手机的 MT3608），小尺寸和更高效率是主要关注点。电感应在 1.2MHz 时具有低核心损耗，并且具有较低的直流电阻（DCR），以提高效率。为了避免电感饱和，需要考虑电感的饱和电流额定值。

电容选择

对于 MT3608 应用，建议使用 22μF 的输入和输出陶瓷电容。为了获得更好的电压滤波效果，建议使用具有低等效串联电阻（ESR）的陶瓷电容。X5R 和 X7R 类型的电容适合这种应用，因为它们具有更广的电压和温度范围。

二极管选择

Schottky 二极管是 MT3608 的理想选择，因为其具有低正向压降和快速恢复特性。使用 Schottky 二极管可以提高效率。其高速整流特性也非常适合高开关频率的应用。二极管的电流额定值必须满足峰值电流的均方根值和输出平均电流的乘积，计算公式如下：

$$I_D(\text{RMS})\approx I_{OUT}\times I_{\text{PEAK}}$$

二极管的反向击穿电压应大于输出电压。

封装：

电荷泵式DC-DC电压转换器

ME7660是一款采用CMOS工艺的电荷泵式DC-DC电压转换器，由Unisonic Technologies设计生产，适合小体积、高效率及低电磁干扰的应用。它利用两颗外接电容将+1.5V至+10V的输入电压转换为相应的-1.5V至-10V输出，无需电感，从而降低了成本和体积。芯片内置的振荡器默认频率为10kHz，通过外接电容可降低频率以适应低电流应用。ME7660的电压转换效率高达99.9%，电源效率达98%，且功耗低，在5V输入下静态电流仅为50µA。该芯片支持广泛的输入电压范围，能够将+5V逻辑电源转换为-5V，兼容RS232负电压供电标准，且在高电压条件下无需额外的二极管。它采用SOP-8封装，订购时提供无卤素和无铅版本，且有卷带及管装两种包装选择，非常适用于低功耗电源模块和RS232电源模块等负电压应用。

芯片手册：https://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/453810/UTC/ME7660.html

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ME7660 CMOS IC的LV引脚（Low Voltage pin）用于低电压选择。具体来说，这个引脚用于选择输入电压的工作范围：

• 当LV引脚悬空（未连接到地）时，ME7660可以在输入电压范围为3V至10V的条件下正常工作。
• 当LV引脚接地（连接到GND）时，输入电压工作范围变窄到1.5V至4V。

该引脚的主要功能是通过调节输入电压范围，确保ME7660在不同输入电压条件下能稳定运行。

ME7660 CMOS IC的OSC引脚（Oscillator pin）用于连接振荡电容，以控制内部振荡器的频率。其主要作用如下：

• 默认频率：当OSC引脚悬空时，内部振荡器的频率为10kHz，这是芯片在标准工作模式下的默认频率。
• 频率调整：如果需要降低频率以减少电源电流消耗，可以通过在OSC引脚和地之间接入一个外部电容。接入电容后，振荡频率会相应降低，从而优化功耗。

总之，OSC引脚提供了频率控制的灵活性，使得ME7660能够在不同功耗需求下调整振荡频率，以适应不同应用场景的需求。

十二、关于继电器断电

如果DA2有电压输入，而断开+24V电源，运放会坏。所以代码里要先把DA2电压变为0，然后再断开+24V电源。

我也建议是悬空，而不是把+24V端子接到GND。

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