今天有些时间，和大家一起聊一下电源这块的设计和需要注意的点，今天我们讨论的是低压电源部分！（22V以下）
在我们接到上级领导或者是客户需求的时候，我们需要切实的了解到客户产品供电类型，无外乎有两点：
1：常供电 ，其中功耗不是我们的敏感的点
2：电池供电，功耗是我们核心关注的点，功耗这个点，后面我想单拎出来详细的和大家探讨
一：长供电（芯片IC，非用分立元件搭出来）
分析电源需求：
1：输出/输出的电压电流范围
2：电源的转化效率
3：计算负载的总电流，总功率，总功耗
4：电源对负载的瞬态响应能力，关键的器件对电源波动的最大的容忍程度，容忍的文波最大 是多少
5：散热问题，即对热源的敏感程度
设计的要点：
1：满载余量问题：电源设计不足，能量供应不足，带给整个的电路系统是致命的，通常要比负载的峰值多出20%以上。余量不足的情况下，会导致电源处于一个极限的情况下，电源自身的纹波会达到几百MV，甚至几V，所以要在设计之初要切实的计算一下负载的功耗
2：关注轻负载：不光要关注满载情况，MCU和其他的通信模块在启动的时候，瞬间需要很大的电流，若是电源供电不足的情况下，会导致响应速度不足，或导致电压下降很多。
3：确定合理的电源电路方案
对于这块一般采用DC-DC和LDO结合的方式。
下面和大家探讨一下DC-DC和LDO的优缺点
DC-DC优点：
1：输入/输出电压范围宽
2： 效率高
3：具有多种的拓扑结构，降压（BUCK）,升压（BOOST）
DC-DC缺点：
1：负载响应差
2：输出纹波较大
LDO:优点
1：响应快
2：输出纹波小，噪声小
3：使用方便
LDO:缺点
1：输入输出电压范围较小
2：效率较低
3：负载不能太大
综上所述，电源方案设计：
1：DC-DC负责调节电压落差较大部分，一般作为首端输入处理也可以多级降压，或者多级升压
2：LDO负责将DC-DC转化来的电源做进一步处理，最主要负责处理MCU和其他外设的供能问题
电源布线方面的研究
1：功率原件和干扰器件要注意摆放位置和方向，避免对板子上其他的模块产生干扰影响
2；功率器件的走线要尽量宽一些，实现大电流的流出
3：退耦电容的位置要合理，容量要充足
4：电源的走线要短，电流的流向要直线或者L型
按照上面说的，我感觉做一个基本的电源不是问题了，那么对于硬件工程师，在这块考验它的重点我感觉是性能问题，那么就演化出很重要的一个知识点：纹波
纹波：简单来说就是杂质，就是直流中掺杂的小幅度的交流信号
理想的电源是没有纹波的，现实是不存在的，因为电源内部是由内阻的，会随着负载的变化，供电电流也会变化的
有纹波的电压公式：V=C+sinA/a+sinB/b+sinC/c+ .... 很好理解 其实就是傅里叶展开式
不同电压范围，对于纹波的容忍值不一样
5V ----- 50mv
3.3V ----- 20mv
解决纹波的方法
方法一：
采用LDO可以有效降低纹波的量级，其电路要对地并联电容，通常100uf以上，较低的内阻(ESR)的电容可以有效的提高电源的抑制比（PSRR）,噪声和瞬态性能，通常在电解电容旁边并联一陶瓷电容，可以提高电源的高频响应能力（电解电容滤低频波，陶瓷电容滤高频波）
方法二：
在信号电路中有寄生低频振荡，一般是电源的低频内阻过大，通常解决办法可以增加对地电解电容
在信号电路中有寄生高频振荡，一般是电源的高频内阻过大，通常解决办法可以增加对地电解电容
方法三：
如果LDO对信号的回路进行供电，就不要给MCU进行供电了，保持LDO供电的纯净性
讨论一下电容的选择
陶瓷电容：旁路高频滤波首选 ESR较低 大概在10毫欧 可用于几MHZ-几GHZ，不要放在应力区和发热区。高温下，容值容易下降，工业级要用X7R,不用X5R（85度），下降百分之十五左右
钽电容：负责中低频滤波 ESR大概在100毫欧，15V以上不建议使用，浪涌冲击失效显著
电解电容：负责衰减低频滤波，温度太高的时候不建议使用，纹波电流会使得其发热 ESR较高
DC-DC这块也是很有点可以探讨的
DC-DC的纹波较大的原因是因为斩波频率造成的，因此选择DC-DCIC的时候尽可能选择频率较高
好处：
频率高：纹波的频率也高，更容易滤除
频率高：可以实现更小的电容实现滤波
频率高：可以选择低电感值，这样具有更强的负载能力
若是想最大程度上降低DCDC或者其他分立原件的纹波，可以在电源的输入端输出端加
R型滤波器
电感L和电容C组成R型滤波器，交流经过整形得到直流经过电感变得更加平滑，然后再经过电容滤波，这样使得负载上的直流更加的平滑。
π型滤波器
两只电容C1,C2与电感L组成π型滤波器，输出的直流先经过C1再经过L和C2滤波，这样使得负载上的直流会更加的平滑
DC-DC发热的问题
散热速度的指标“热阻”
电流超过400MA的DC-DC电路，建议使用低热阻的IC，电流越大，电感的发热量也就越高
具体画电路板的措施
1：选用DC-DC芯片频率高的，那么电感就有可能使用电感量小的，对于电感的直流电阻也就小，发热量也就小，纹波也会小
2：如果使用大电流方案，若是最大程度上减小电路的纹波，可以将DCDC周围器件的GND以最短路径连接在一起，实现单点共地，这样可以降低这些导体内的阻抗和感抗。
