授人以魚不如授人以漁，實際項目的元器件選型，如何選擇合適的元器件   ...... 矜辰所致

前言

最近在硬件產品升級更新的時候，在一些元器件的選擇上花了一些時間，正好想到在網絡上一般很少有這種教人如何選擇合適元器件的文章與視頻，授人以魚不如授人以漁，那就我來記錄一下！

作為嵌入式工程師，那么元器件的選型也是很重要的一門學問，我們該如何選擇方案合適的元器件？這個得好好的聊聊。

本系列文章就針對實際的應用方案，來說一說元器件選型需要考慮的問題。

本文以一個降壓方案的 DC-DC 選型為例子說明。

我是矜辰所致，全網同名，盡量用心寫好每一系列文章，不浮夸，不將就，認真對待學知識的我們，矜辰所致，金石為開！

一、應用背景

為以前產品上一個電源模塊，使用的是 TPS5410，用在 24 V轉 3.3V 的場合，前端是開關電源，也用過阻容降壓，就是文章 聊聊阻容降壓原理 和 實際使用的電路 中的阻容降壓電路到24V， 后端是接單片機最小系統，比C8051，STM32 方案等等。

這個方案算下來也接近 10 年了，當時我在另一篇文章 《聊聊實際使用的電源轉化電路，分享一些不同場合下的轉3.3V電路》提到過這個方案，來看看當時的內容：

在當時我就說過要換掉，是因為當時缺貨，價格沒優勢，現在我查了一下，好像有貨了，但是看看價格……：

替換還是逃不掉了，所以這選一個合適的時間把他給換了。

二、選型準備

那么要替換，那也不能隨便的選一個方案啊。我們該如何選一個合適的方案呢？

在博主很早很早剛參加工作的時候，也許會百度一下：推薦一款好的24V轉3.3V 的方案。 = =！

實際上這種方式也并不說完全沒用，如果實在不會也可以這樣做，這個是一個解決方案。

但是得說明幾點，一、現在很多回答都是廠家自己的推薦芯片，第二，而且很多問答時間都比較早，現在2022年，比如你找到一個2015年的帖子，甚至更早的，里面也有推薦芯片，用當然是可以用的，但是如果現在有更新的，性價比更高的，我們就不知道了。

2.1 考慮因素

考慮到我們的應用背景，我們在選型前選考慮一下，定一個初步方案，不要一頭霧水的亂沖。

通用因數

首先說些通用的因數，這個在文章《聊聊實際使用的電源轉化電路，分享一些不同場合下的轉3.3V電路》中已經分析過了，如下圖：

除了上面寫這些，我們還得看看手頭這個事情的實際情況。

結合實際

其實我上面的通用因數寫得挺詳細的，里面已經說了實際的應用需要考慮的情況。在這里我根據實際的應用再提幾個點，因為是產品升級替換，所以結合一下實際有下面幾個部分可以提前確定：

• 電路的大小

• 實際的使用負載

  看看電源負載功率大小

• 實際產品的工作環境

  工作環境比如，高溫，寒冷、干擾等因數

• 方案的修改程度

  看看是完全使用新的方案，還是說有同類型的系列產品替換

2.2 初步確定方案

經過上面的考慮，我們基本可以確定初步的方案，這里不啰嗦，直接把每條的原因和確定的方案說明：

• 產品 24V 轉 3.3V 壓差大，所以 DC-DC 更優，以前也是用的DC-DC

• 末端跟著的是STM32 最小系統，沒有額外功耗， 其實 100mA 輸出就足夠，大些更好，所以這個輸出電流要求不高

• 產品實際大小已經確定，大概在 2.6cm x 1.8cm 的樣子，所以太大的封裝元器件不能選

• 實際的工作環境
  這點需要特殊說明一下，因為理論上基本很少考慮這個，但是這里特殊說明也不是用理論計算各種數據說明，咱不討論那么深，只討論實際快速穩定的設計產品。
  此產品前端是需要接強電的，強電電路部分與弱電這邊在一個小外殼中，一塊PCB上，沒有物理隔離，所以這個產品質量需要相對的“好一點”（這個好一點涉及太多了，穩定點，抗干擾強一點，這些其實產品都有參數說明，但是我們這里還是不需要靠那些理論數據）。
  ☆不是說理論的數據不重要，而是在平時，普通應用上面，很多專業的參數其實都沒那么講究，大部分產品都是能用的☆
  除非你是特殊行業，那就對于一些細節問題，比如電源紋波，開關頻率也需要特殊考慮。
  那么這里就得說明，上面說質量相對要“好一點”，這個平時應該怎么確定呢？
  我只講一下自己的看法，相對來說說，是相對來說，國外大廠的產品質量一般都質量有可靠保證。

• 價格
  價格這個東西，怎么說呢，有些時候有些關鍵元器件沒辦法，沒得選擇，必須用質量好的貴的，但是在我們這個方案中，選擇很多，而且本身目的就是為了降低價格，所以價格在這個方案中，屬于首要考慮的問題之一，這個我們得會選型的時候就得一個一個看價格確定。

• 方案的修改程度
  這個修改程度也是實際需要考慮的，

  以前的方案使用的是 Ti 的 TPS5410，那么我們如果完全換一個方案，那么電路可能要大幅度調整，在實際中有一定的概率，找同類型的芯片， pin to pin 直接替換，有這種芯片就最好了，沒有的話我們再進行后面的選擇，所以我們找的時候在 需要把這個考慮進去。
  Ti 作為一個很全面的元器件大廠，估計 TPS5410 有很多同類型的芯片。
  這里教大家一個方法，想看看是否有同系列類型的芯片，可以直接上網搜索，比如我們替換 TPS5410，可以搜索 TPS5 、TPS54、TPS541 之類的內容。
  
  通過上圖我們可以知道，TPS54xx 家族有很多系列產品，那么結合我們的情況，那這樣是最好的了，我們就從這里選一個性價比比較合適的芯片，如果最后實在價格都很高，我們再考慮其他的。
  那為什么先想到同類型的里面找呢？
  TPS5410這個方案10多年了，產品都是不斷進步的，很有可能廠家在之后會退出更新，更便宜的同類型的替代品，因為進步是趨勢嘛。

總結一下，經過上面的一些說明，我們初步確定的方案，還是先從 TI 的 TPS54xx 家族系列里面找一個性價比合適的，有貨的，如果沒有找到合適的，我們再做其他打算。

三、實際選型

經過了上面的一些考慮，我們現在直接開始挑選合適的DC-DC。

3.1 查找目標

因為我們初步的目標已經確定了，從 TI 的TPS54xx 家族系列里面找，所以我們可以直接到 Ti 的官方查看，官網在網上搜一下就可以，然后直接搜索 TPS54 ，如下圖：

☆上面搜索的結果，我們可以通過電壓以及類型排除一部分：

• 輸入要大于 24V
• 輸出要是可調節的或者固定 3.3V
• 最后面2個 照明 LED 驅動去掉

3.2 篩選目標 — 價格和庫存

在這次更新中，我目的是為了降低成本和確定是否容易斷貨。

成本好說，是否容易斷貨，這個如何判斷，其實這個我也是自己的感覺，直接在電子商城上面搜索這個物料，首先，如果沒有這個物料，說明不通用，不通用的產品我不用（當然也有可能是這個商城拿不到貨或者其他有協議之類的問題，但是這只是小概率事件）。

☆所以第一步，我們直接在商城搜索元器件，看看價格和是否有貨。

在上面我們查看到 TPS5410 16 元（100+），那么如果我們能找到一款 10元以內的就最好了。

比如，第一個 TPS5401 價格太貴，我們就直接排除了，如下圖：

比如 TPS5402， 價格很美，但是庫存不多，在網站下面可以多看看其他貨源的貨期個庫存，這個可以留作參考：

比如 TPS5403 ，固定 3.3V輸出，感覺庫存也很多，而且價格還很合適，這也算是備選之一：

其他的我就不一一截圖了，自己選型的時候可以自己嘗試。

最后通過第一步的選擇，除了 TPS5410 本身，可選的器件為： TPS5402 、TPS5403、TPS5430、TPS5450 。

一下子感覺就快出結果了……，哇可以！

上面其實已經貼圖了2中可選的，下面就把 TPS5430， TPS5450 的圖放一下：

那其實這個通過第一步，我已經就確定了使用哪款 DC-DC 了，就是 TPS5430 ，簡單說一下原因：

• 立創基礎庫，說明通用，用戶基礎大，貨期穩定
• 價格合適 3.35（100+）
• 其他的都滿足應用需求

.

當然說明一下，得以順利一步到位還是因為選擇的是 TI 這種大廠的產品，他們產品線廣，系列型號多，所以在以后替換升級的時候相對來說會簡單一些。

3.3 篩選目標 — 性能參數

那沒辦法啊，上面的第一步就找到了我要的芯片，我這個確實是實打實的項目替換選型說明，第一步就找到了，我這里確實沒法寫下去了……

但是為了給大家一些建議，如果在上面選擇完畢以后，有幾款不太確定，就從他們的參數性能入手，打個比方：

對于 TPS5430 和 TPS5450 ，不用點進去看詳情，就知道，其實就是輸出電流后面的更大，而我們需要的負載根本用不到這么大，所以便宜的 3A 完全可以滿足需求，這個時候，肯定是哪個便宜用哪個。

產品點進去可以看到詳細參數：

如果產品有特殊需求，可以經過第一次篩選以后，查看詳細參數再次篩選。

3.4 替換設計

好了，我們前面已經選好了我們的替換元件： TPS5430 。

那么最后一步就是替換了，替換的話，就要根據新的元件的手冊設計電路。

☆ 但是，我們開頭的選型考慮了一個因數，希望最后選完了以后電路可以盡可能的少修改，甚至是pin to pin 不修改， 所以我們從同系列的里面找的元件。☆

來簡單看下 TPS5410 和 TPS5430 的手冊，他們的典型電路如下：

通過這里我基本可以確定，搞不好都是 pin to pin 的實際上如果直接替換，我感覺應該也是可以用起來的也沒有什么問題，畢竟我們的負載要求低），但是為了使得更加穩定，我們得看一下推薦電路

但是我們得看一下實際電路推薦：

TPS5410 輸出 5V 推薦電路（TPS5410 沒有輸出 3.3V 的推薦電路）：

TPS5430 輸出 5V 推薦電路：

TPS5430 輸出 3.3V 推薦電路：

完全按照手冊推薦的設計來選擇元器件，肯定是沒有問題的，但是我這里并不想改動太多，最好以前的電路直接用，那么可以不可以呢？

這里我們還有一個重要的問題需要確定一下，就是 R1 和 R2 電阻的比例兩個芯片是否一致：

OK！ 比例是一致的關系，那對于本次的替換，我就不按手冊來，再次聲明，按照手冊來才是最最規范標準的，但是我這里不想改太多，我先進行替換測試。

不按手冊來的結果，可能會導致電源紋波大，噪聲大，輸出電流變小，等等之類的問題，要考慮到自己的產品是否能夠接受這些可能出現的問題。

那最后替換設計，建議按照上面的圖 “TPS5430 輸出 3.3V 推薦電路” 來設計，博主個人作為測試，我就直接 pin to pin 進行測試一把，我會換一下電感把 68uH 換成 18uH，然后電感后面那個電容把以前的 47uF 換成 220uF 。其實就是使用 5V 輸出推薦電路，但是電阻換成 3.3V 輸出比例的電阻。

好，就這么定了，文章到時候等樣品到了，測試結果會來文章更新。

結語

本文通過博主自己的一個產品部件的替換升級，手把手的教了大家如何選擇一款合適的 DC-DC，希望大家有所收獲。

當然，不同的元器件選型的思路不一定一樣，在今后有合適做樣例的元器件，博主也會把元器件選型系列文章完善更新！

最后，希望大家多多支持！謝謝大家！
審核編輯：湯梓紅