LDO電源電路設(shè)計

我們常用的電源類型有LDO和DCDC兩種。DCDC包含buck，boost，buckboost，隔離，非隔離等拓撲，再加上PWM,PFM,同步整流，軟開關(guān)，磁芯復(fù)位等多種關(guān)鍵技術(shù)，可以創(chuàng)造出n種DCDC電源設(shè)計方案。LDO相對比較簡單，可以分為NPN穩(wěn)壓器，準LDO穩(wěn)壓器和LDO穩(wěn)壓器，如下圖.

? ? ? ??由于電源各功能和關(guān)鍵技術(shù)的原理在《電源芯片介紹視頻》已有介紹，我們這里不再詳解，這里主要以TI的LM2941--1A LDO穩(wěn)壓器為例子講解LDO電路的設(shè)計。

??在設(shè)計任何電路之前，要先搞清楚你設(shè)計的東西要達到什么指標，否則你無法判斷設(shè)計出來的是否OK。

1.電源設(shè)計判斷標準

能否OK的判斷依據(jù)是電源輸出的電壓電流等指標滿足SOC芯片的工作要求，具體請看《SOC電源設(shè)計視頻》。

我們在電源設(shè)計的時候，一般很難達到電源芯片手冊上規(guī)定的性能指標，關(guān)于指標的意義大家也可《電源芯片介紹視頻》。對于大部分工程師的電路設(shè)計來說達到70%左右也算是不錯的。所以大家在電源芯片選型時一定要保留余量。

? ??

LDO

???輸入設(shè)計：輸入需加電容Cin，容值按手冊要求，一般在UF級別。

???輸出設(shè)計：輸出需加電容Cout，容值按手冊要求，一般在10 UF級別。

???電壓可調(diào)設(shè)計：通過分壓電阻R2，R1反饋回ADJ引腳。Vout計算公式如下：

Vout=Vref*（1+R2/R1）

???使能設(shè)計：通過ON/OFF腳給高低電平來控制Vout是否輸出電壓。

?????????LDO芯片的使用可以說是所有電源設(shè)計中最簡單的，想搞出問題都很難。

LDO

? ?電源的PCB設(shè)計時影響芯片性能指標的關(guān)鍵因素。我們在SI,PI,EMI,熱分析仿真介紹了10多個小時，就是為了指導(dǎo)我們的原理圖和PCB設(shè)計。具體大家去看相應(yīng)的視頻，這里不詳細介紹。電源PCB設(shè)計的關(guān)鍵點如下：

1. R2，R1構(gòu)成的反饋回路要短，遠離干擾線。（SI的串擾仿真）

2. 輸入電容和輸出電容靠近芯片引腳，并在soc芯片增加小濾波電容。（PI仿真）

3. 電源芯片散熱盤要和大面積鋪地連接，方便散熱。（熱仿真,直流壓降仿真)

?

4.電源接口保護

大家還記得外漏的接口在過3C認證的時候都要做什么測試嗎？?-----ESD測試。

LM2941芯片支持2KV的ESD，但如果我們要過更高的等級如6K/8K，那么我們需要在電源接口添加ESD保護器件。

?

5.這就完了嗎？

通過前面的設(shè)計都能設(shè)計出“差不多”能用的電路，對于大部分產(chǎn)品級的硬件工程師來說已經(jīng)足夠。但可能出現(xiàn)明明設(shè)計是對的，電源芯片還是跑不起來的情況？？？

?????? LDO看似簡單，但其實這里還涉及到“環(huán)路穩(wěn)定性”的概念，---大家是不是很熟悉，這也是大學(xué)模電的內(nèi)容?。?！整個電源回路是閉環(huán)的，所以必須分析環(huán)路的穩(wěn)定。但是產(chǎn)品級的硬件工程師沒法拿到環(huán)路分析需要的芯片內(nèi)部參數(shù)，更重要的是缺少增益相位測試儀（窮），所以沒法分析。故最好還是按原廠（壕）手冊給的參考設(shè)計。

????????關(guān)于“環(huán)路穩(wěn)定性”涉及到的知識點很多，我們后面開專題再細講。