怎么把5v电压降到3.3v

摘要： 一、使用线性稳压器降压（一）原理线性稳压器是一种简单的电压调节设备，其工作原理基于一个可变电阻或晶体管来调整输出电压，当输入电压高于所需的输出电压时，它会通过增加自身的电阻来降低电...

一、使用线性稳压器降压

（一）原理

线性稳压器是一种简单的电压调节设备，其工作原理基于一个可变电阻或晶体管来调整输出电压，当输入电压高于所需的输出电压时，它会通过增加自身的电阻来降低电压，从而提供稳定的输出电压，在线性稳压器中，常用的芯片如LM317等，它可以通过外接电阻来设置输出电压。

（二）电路连接

以LM317为例，典型的电路连接如下：

根据公式\(V_{out}=V_{ref}(1+\frac{R2}{R1})+I_{adj}R2\)（(V_{ref}\)是基准电压，通常为1.25V；\(I_{adj}\)是调整端电流，通常很小可忽略），选择合适的\(R1\)和\(R2\)值可以得到3.3V的输出电压，若选择\(R1 = 240\Omega\)，\(R2 = 330\Omega\)，则\(V_{out}\approx1.25\times(1+\frac{330}{240})\approx3.3V\)。

（三）优缺点

优点：

电路简单，只需要少量的外部元件。

输出电压稳定性好，纹波小。

具有一定的过流保护能力。

缺点：

效率较低，因为输入电压与输出电压的差值较大时，多余的能量会以热量的形式消耗在稳压器上，当输入为5V，输出为3.3V时，效率只有\((3.3/5)\times100\% = 66\%\)。

散热问题较为严重，在高负载情况下可能需要安装散热片。

二、使用开关稳压器降压

（一）原理

开关稳压器通过快速地开关电子元件（如电感、电容和晶体管），将输入电压转换为高频脉冲信号，然后通过整流和滤波得到所需的输出电压，常见的开关稳压器拓扑结构有降压型（Buck）、升压型（Boost）和升降压型（Buck Boost），对于将5V降至3.3V的情况，通常采用降压型拓扑结构。

（二）电路连接

以常见的降压型DC DC转换器芯片为例，如MP1584EN，其典型电路连接如下：

（三）优缺点

优点：

效率高，一般可以达到80% 95%左右，这是因为开关稳压器只在开关过程中消耗少量能量，而不是像线性稳压器那样持续消耗能量来调节电压。

可以提供较大的输出电流，适用于对功率要求较高的应用场景。

缺点：

电路相对复杂，需要更多的外部元件，如电感、电容等，并且对这些元件的要求较高。

会产生电磁干扰（EMI），需要进行适当的屏蔽和滤波处理。

三、使用二极管降压

（一）原理

利用二极管的正向压降特性来降低电压，当电流通过二极管时，会在二极管两端产生一个固定的电压降，硅二极管的正向压降约为0.7V左右，通过串联多个二极管可以将输入电压逐步降低到接近所需电压。

（二）电路连接

假设需要将5V降至3.3V，可以选择串联5个硅二极管（每个二极管正向压降约0.7V），具体连接方式为：将5个二极管的阳极依次连接，第一个二极管的阴极连接到5V电源的正极，最后一个二极管的阳极连接到负载的正极，最后一个二极管的阴极连接到地。

（三）优缺点

优点：

电路非常简单，不需要复杂的控制电路和外部元件。

成本低廉，二极管价格相对较低。

缺点：

输出电压精度不高，因为二极管的正向压降会随着温度、电流等因素变化而有所波动，实际得到的输出电压可能与预期的3.3V有一定偏差。

只能实现降压功能，且电压降低幅度有限，取决于二极管的数量和特性。

四、使用电阻分压降压（不推荐用于供电电路）

（一）原理

根据电阻分压原理，两个电阻串联后接在电源两端，输出电压可以从两个电阻的连接点取出，输出电压\(V_{out}=\frac{R2}{R1 + R2}V_{in}\)，通过选择合适的\(R1\)和\(R2\)值可以得到所需的输出电压，当\(V_{in}=5V\)，要得到\(V_{out}=3.3V\)，可选择\(R1:R2 = 2:3\)的关系。

（二）优缺点

优点：

电路极其简单，只需要两个电阻即可。

缺点：

输出电压随负载变化而变化，负载越大，输出电压越低，因为当有负载接入时，相当于在分压电阻后并联了一个电阻，改变了原来的分压比例。

不适合作为供电电路，只适用于对电压精度要求极低且负载基本不变的情况，比如简单的指示灯电路等。

FAQs

如何选择合适的降压方法？

答：如果对效率要求不高、负载电流较小且对成本敏感的场景，可以考虑使用线性稳压器；如果需要较高的效率、较大的输出电流以及对成本不太敏感，开关稳压器是更好的选择；如果是简单的实验或者对电压精度要求不高的临时应用，二极管降压可以作为一种简易的方法，但要注意其局限性；电阻分压降压一般只适用于非常特殊的、对电压精度要求极低且负载基本不变的简单电路，通常不建议用于供电电路。

2. 在使用线性稳压器降压时，如果没有合适的散热措施会怎么样？

答：如果没有合适的散热措施，当输入与输出电压差值较大且负载电流也较大时，线性稳压器会因为过热而损坏，因为线性稳压器是通过消耗多余的能量来稳定电压的，这些能量大部分会转化为热量，例如在将5V降至3.3V且负载电流较大的情况，稳压器可能会迅速升温，超过其正常工作温度范围，导致性能下降甚至烧毁芯片。