你的单片机电源芯片用的什么型号?AMS1117-3.3!

LDO 线性稳压芯片是单片机供电的主要芯片类型,常见型号如:AMS1117-3.5ME6211C33M5G等。LDO 相比开关 DCDC 有以下几个方面:

  1. 极低的输出文波噪声Noise & Ripple)——最大的优势
    • LDO: 工作在线性放大区的线性调节状态,其工作原理不涉及高频开关动作,因此输出的直流电压及其平滑。它还具有很高的PSRR(电源抑制比),能够很好地滤除输入端的高频噪声
    • DC-DC: 由于内部 MOS 管工作在高频开关状态,因此输出必然会叠加高频开关文波电磁毛刺
    • 应用场景:在需要精密采样的电路中,运放的供电、单片机的模拟参考源(Vref)、ADC/DAC芯片以及无线射频(FR)电路,通常必须使用 LDO供电,以避免开关文波干扰信号精度。
  2. 极简的外围电路
    • LDO: 外围电路异常简单。通常只要在输入端和输出端各接一个滤波电容,就可以稳定工作。
    • DC-DC: 外围电路复杂,除了输入输出电容外,必须配有功率电感、续流二极管(非同步DCDC)以及复杂的反馈网络。
    • 优势体现:
      • 降低成本与BOM管理:少了很多元器件,整体系统物料成本可能更低。
      • 节省PCB空间:LDO的封装可以做到极小(如 SOT-23、DFN等),且不需要摆放体积庞大的功率电感。
  3. 卓越的电磁兼容性(EMC/EMI性能)
    • LDO:没有高频开关电流环路,几乎不会向外辐射电磁干扰(EMI),也不会通过导线传导高频噪声。
    • DC-DC:由于开关节点(SW Pin)处的电压和电流在极短时间内发生剧烈跳变(高dv/dt和di/dt),如果 PCB 布局(Layout)稍微处理不好,电感和开关环路就会像天线一样向外发射电磁干扰,影响外围的敏感电路,甚至导致整机无法通过 EMC认证。
  4. 极快的瞬态响应速度(Transient Response)
    • LDO:由于内部是纯线性的误差放大器反馈控制环路,当后端负载突然发生变化时(例如MCU从休眠瞬间唤醒),LDO的调整管能瞬间做出线性调整,输出电压的过充(Overshoot)和跌落非常小。
    • DC-DC:控制环路通常包含 PWM 调制、电感电容能量储能过渡等, 其相应通常需要数个开关周期,因此在应对快速动态负载时,输出电压波动往往比 LDO 更显著。
  5. 无最小负载电流要求与极低的静态电流(Quiescent Current)
    • LDO:在空载或微载(微安级)情况下,LDO依然能保持高度稳定的输出,且很多超低功耗 LDO 的自身静态电流 Iq可以做到1uA以下。
    • DC-DC:在极轻负载下,很多 DC-DC 会进入断续导通模式(DCM)或跳脉冲模式(Pulse-Skipping),这会导致输出文波变大,或这由于其自身控制电路的消耗,低载时的效率反而急剧变差。

LDO 的不足

既然 LDO 有那么多优势,为什么不全部使用 LDO 呢?因为 LDO 的致命缺陷时效率低。LDO的损耗完全取决于输入输出压差和电流:Ploss=(VinVout)IoutP_{loss} = (V_{in} – V_{out}) * I_{out} 。这些损耗会全部转化为热量。

因为纯 LDO 大压差会导致发热严重,所以最常见的方案是先 DC-DC 把高压转化为合适的低压,之后再用 LDO 做二次降压的方案。

常见 LDO 型号

这里分享以下我用到过的 LDO 型号:

  • AMS1117 系列
  • ME6211系列
    • ME6211系列是高精度、低噪声的CMOS LDO稳压器
  • LM317-ADJ

LDO 常见参数列表

  • 输出电流
  • PSRR 电源文波抑制比
  • 压差
  • 静态电流
  • 噪声
  • 线性调整率
  • 精度

输出电流

参数标的最大输出电流一般都是有条件的,在指定的条件下才能达到,要想使LDO工作在最好的状态下需要查看芯片的数据手册。

如:ME6211 系列会在数据手册中看到在 30mA 输出时输出的电压为额定电压的多少,如 0.95倍等。

ME6211C33M5G 数据手册截图:

从截图可以看到,输出电流越大输出电压会相对降低的更多,请根据需要合理的设计工作电流,如果工作电流太大,可以使用多个ME6211C33M5G 芯片来为不同的电路供电。

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