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案例一:线性稳压器PCB设计

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简介

PCB模块设计讲解-LDO电源电路

简介:PCB模块设计讲解-LDO电源电路

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Public Domain

创建时间:2023-08-03 08:04:53更新时间:2023-08-04 08:51:07

描述

      LDO稳压器即low dropout regulator,意为低压差线性稳压器,相对于7805等传统三端稳压器来说,LDO的输入输出压差可以做到更低。LDO分为固定输出电压以及可调输出电压两类,主要应用于电流不超过2A的电路,其优点是电路设计简单、成本低、具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比。
一、模块原理图
     LDO仅需少量的外部元件,就能达到较好的输出效果,对于LDO接口滤波电容建议按照数据手册规范进行选取和放置,以达到最佳效果,一般遵循先经过大电容,再到小电容。如图4-1为AMS1117应用电路图,C1、C2为输入滤波电容,C3、C4为输出滤波电容。
     部分LDO芯片带有使能引脚(CE),在电路设计时需区分是高电平使能还是低电平使能,如图4-2电路中ME6211C33芯片为高电平使能,电路设计时只需要将CE引脚接到输入电源即可,布局走线时使能引脚没有严格的走线要求。
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图1 AMS1117与ME6211C33电路原理图
二、电路布局
     LDO虽然电路结构简单,但其效率不高,工作时输入输出的电压差都被转换成热能消耗了。所以在进行LDO布局时需考虑散热问题,部分芯片还可添加散热片辅助散热。输入/输出电容尽量靠近输入/输出引脚摆放,滤波电容从大到小依次摆放,LDO两边的电容数量需要保持一致,这样才能保证电源的输入/输出端流入地的电流平衡,布局要点如下:
(1)按照电源信号的输入/输出路径,布局时按一字型或者L型摆放;
(2)电容按先大后小顺序摆放,就近输入/输出管脚;
(3)输入/输出电容GND引脚尽量朝一个方向,保持GND方向一致,减少回流路径。
 
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图2 AMS1117与ME6211C33布局参考
三、布线设计
     LDO走线时由于电路连接比较简单,走线时沿着信号方向引出即可,一般只需要考虑线宽是否能够承载整个系统的电流即可。在单面板设计时保持GND信号的完整性,输入输出部分可直接用铜皮填充;当使用双面板以及多层板设计时,需在GND焊盘附近整齐放置一些GND过孔。注意事项如下:
(1)电源输入输出信号可直接全填充或粗导线连接,确保铜皮宽度能够过系统最大电流;
(2)走线尽可能直,避免不必要拐弯,必须拐弯时走钝角或圆弧;
(3)走线时根据信号流向,输入信号先经过电容再到芯片,输出走线也需先过电容再输出;
(4)双多层板设计时在加一些整齐统一的过孔保证各层间GND的连接;
(5)走线后在板子上可根据电路需要添加必要丝印信息提示,避免焊错或接线错误。
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图3 AMS1117模块走线与3D预览图
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图4 双多层板LDO实际电路布局走线参考图
 

设计图

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