电源供电系统在电子产品的设计中扮演着极其重要的角色，尤其在像射频、GPS等通讯领域，供电系统电源的输出纹波、噪声等参数直接影响着这些产品信号的灵 敏度，决定了产品品质的优劣，而在这些领域，LDO（即低压差线性稳压器）非常适合，相对传统的DC-DC而言，LDO具有低压差、低噪声、电源纹波抑制 比高、静态电流小等特点。因此，在产品电路设计中，选用一套合适的电源供电系统是一项非常重要的工作。
本人有幸拿到了一款德州仪器的TPS7A4700电源评估板--TPS7A4700EVM，如下图
整个评估板非常简单，基于LDO TPS7A4700做了一个电源转换模块。
TPS7A4700特性：
- 输入电压范围：+3V 至 +36V
- 输出电压噪声：4.17µVRMS(10Hz，100Hz)
- 电源纹波抑制：82dB（100Hz）；≥ 55dB (10Hz，10MHz)
- 输出电压范围：+1.4V 至 +20.5V
- 输出电流：1A
- 压降电压：1A 时为 307mV
- 与 CMOS 逻辑电平兼容的启用引脚
- 内置固定电流限制和热关断
- 采用高散热性能封装：5mm x 5mm 四方扁平无引线封装 (QFN)
可以看到TPS7A4700 是一款超低噪声(4.17uVRMS)、无需外部电阻或前馈电容、可调输出电压（最大可达20.5V）、最大能够提供1A的负载电路的线性稳压器。
看这个TPS7A4700评估板就知道其原理图也非常简单：
这里就有一个比较有意思，值得争议的问题，评估板原理图上的输入电压最大支持35V，而不是LDO TPS7A4700所标示的36V，为何？
本人猜测是不是因为TPS7A4700评估板输入端的滤波钽电容TAJE476M035RNJ耐压值仅为35V，36V的输入电压容易击穿胆电容而可能造成板卡的损坏。而采用47uF、35V耐压值的贴片钽电容可能出于以下几个原因考虑：
- 钽电容具有低ESR特性，可以减少输出电压的纹波
- 具有47uF、35V以上耐压值的钽电容不常见，多数为直插式电容，这可能为了美观
- 更重要的是根据实际情况，LDO TPS7A4700最大输出电压为20.5V，而压降电压1A时为307mA，过大的输入电压影响LDO的效率，并不推荐。
当然这些只是本人的猜测，不知道是否有网友能答疑解惑。
而在实际产品设计中， TPS7A4700电路设计可以配合德州仪器的WEBENCH设计工具加快你的产品设计。有设计经验的工程师应该了解，在实际产品设计中，画元器件的封装是极为耗时的一项工程，而且不小心还会出错。
但是用WEBENCH就不同了，以5V转3.3V的电压转换输出为例，打开WEBENCH首页，在单路电源的标签栏界面输入设计的粗略参数。
点击开始设计后会跳出一大推方案，在搜索框中直接输入TPS7A4700查找到相应的设计。
后台计算完成后会出现相应的TPS7A4700总结设计框，其中包含了优化调校、图表、原理图、材料清单等子框，最终的设计结果还能根据子框中不同内容进行调整。
达到最简化设计的最重要一步--最终确定设计方案后，在右下角“你的整个设计”的子框中通过CAD File Export选项输出我们需要的库文件，输出的库文件格式囊括了目前流行的EDA设计工具。如Altium Designer、ORCAD、DesignSpark等。
以 DesignSpark设计工具（比较精简，仅有70M左右大小的安装文件，更重要的是不需要Licence）为例，将从WEBENCH输出的文件分别导入DesignSpark的Libraries中的Schematic Symbols、PCB Symbols以及Components中。 然后可以直接从库中添加这些元器件来完成设计，不需要自己另外再画元器件的封装，节省了大量的时间。
在电路供电系统的设计中，如果以现有的LDO做设计是非常简单的，但是真正的难度在于想设计一个产品，去选择合适的LDO（尤其在同时包含了模拟数字混合信号的电路中），如同之前所讲，必须综合各方面考虑。比如移动RF设备在选用LDO的时候必须重点参考电压输出纹波、噪音；低功耗号设备，那LDO的静态电流尽可能的小；又比如电池供电设备，尽可能选用低压差的LDO来提高电压性能转换效率，在实际设计中，这些因素都需要综合考虑。 | 
发表于 2014-8-13 18:33:31
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