前文提到了一些线性稳压的主要特点，本文作者将结合NXP智能车大赛实际案例，说一下电源设计容易踩的坑和线性稳压选型过程。

文章目录

主要参数
- 输出电压
- 输入电压
- 热阻
- 基准电压
- 压降
- 最大电流
- 输入电容
- 纹波抑制
选型实例

主要参数

在为实际应用电路设计电源的时候，首先要确定符合要求的电源参数，下面将一一说明线性稳压选型的时候一般需要注意的问题，这里以TI公司的LM1117（datasheet）为例说明（作者个人比较喜欢TI公司的datasheet风格，一般第一页是产品主要特征，可以初步判断是否符合应用需求，然后是目录，每个章节都非常清晰）。

输出电压

许多线性稳压都会有固定输出版本和电压可调版本，少数为可编程输出。对于固定电压版本，输出电压即为固定输出电压，当然实际不是绝对精准的输出电压，而是一个电压区间范围，其主要影响电源输出精度。

上图即为LM1117不同电压版本的输出范围，可以看到左边给出了输出电压和测试条件，右边是在测试条件下的输出电压范围。

一般来说，工作电流越大，线性稳压偏离额定工作电压越多，这是因为虽然线性稳压是工作在三极管线性区，但这里“线性”只是近似线性，并且由于内阻，电流越大损耗在线性稳压上的能量也会越多，虽然理想条件下根据输出电压的反馈仍然能稳定到额定电压，但由于电流增带会导致芯片温度上身，使得参考电压会有细微变化，也就是我们所说的“温漂”。另外，如果是类似稳压管提供的参考电压，其实际也不是理想的稳压管，实际稳定电压收到工作电流（输入电压和设定工作电流的电阻）影响。这些都是导致线性稳压输出与额定电压有偏差的原因，实际应用中其实无需自己考虑这些问题（如果有大佬自己用三极管搭稳压电路就当作者没说(lll￢ω￢)），因为可以直接读datasheet选择输出精度符合要求的稳压芯片。
当然除此之外datasheet中也会提供由于温度、负载变换引起的输出电压变化，一般以百分比表示，多数芯片的供电电压都是允许在一定范围内波动的，但在某些情况下也需要特别关注这些参数，如

用电芯片对电源波动敏感，欠压会导致芯片保护性复位；
用作参考电压，主要是用作ADC参考电压时，其波动影响ADC测量精度。
以12位精度的ADC为例，假设以3.30000V供电，测量的外部信号为1.20000V，此时ADC读数应为1.20000V/3.30000V×4096=1489（ADC输出为整型，实际也可能是1490），使用者换算得到的外部信号电压为1489/4096×3.30000V=1.19963V（或1.20044V），误差为0.0308%（或0.0367%）；如果供电电压波动变为3.20000V，此时外部信号仍为1.20000V，那么ADC读书将变为1.20000V/3.20000V×4096=1536，但由于使用者仍认为供电是3.30000V，此时计算得到的外部信号电压为1536/4096×3.30000V=1.23750V，误差为3.1250%。可以看到ADC测量的误差被放大了很多倍，当然消除误差的方法不一定是要提高电源精度，如STM32F407内部集成了一1.2V的精准参考电压，可以通过不断测量该参考电压来校准误差，具体方法参照

stm32 精确电压测量法（内部参考电压）

而对于电压可调版本也能在datasheet中找到允许的输出范围，需注意的是不同输出电压下允许的最大负载电流可能是不同的，其受到最大输出功率限制。

输入电压

输入电压参照datasheet即可，但作者在看LM1117的datasheet的时候发现一个有意思的事情，作者发现有两处都规定了输入电压范围。

仔细看发现20V规定的是Absolute，即绝对不允许超过的电压，15V规定的是Recommended，即建议最大输入电压，作者也不是很清楚这样规定的意义是什么，可能是相同输出电压下输入电压越高效率越低发热越严重，可能会降低芯片性能和可靠性吧，建议让芯片工作在建议工作参数下，即输入电压控制在15V以下。

热阻

该参数也是很多设计者容易忽略的，毕竟一般如果选择使用线性稳压供电负载电流都不会很大，线性稳压不会严重发热，但现在随着工艺发展，线性稳压的输出能力越来越强，而且封装越来越小，换句话说就是热功率越来越高但散热却变差了（这不是技术退步，输出能力增强是因为半导体管承受大电流的能力变强了，封装变小是集成度变高且芯片制成更小了，可以使设计的PCB体积更小），因此如果不想设计的PCB上某个地方特别烫手的话还是需要关注一下该参数。

上表中标注了不同条件下的发热信息，我们一般需重点关注的是芯片对PCB板散热时候的发热情况，因为空气导热性较差，而PCB上的铜具有良好的导热性，因此大部分热量靠PCB散热。如图红线标注，我们常用的SOT-223封装的LM1117对PCB散热为10.4℃/W，即其输出功率为1W时，芯片温度上升10.4℃，须注意的是，该参数一般指芯片附近有大面积铺铜散热时的散热情况。

基准电压

该参数一般出现在输出可调版本的datasheet中，前文讲过线性稳压的内部结构和该参数的意义，可参照电源学习总结（二）——线性稳压主要特点，当然一般电压可调版本也会给出参考设计和输出电压的计算公式。

压降

该参数说明了输入输出电压压降，直白的说就是输入电压要比输出电压高出该压降以上，否则不能稳定输出额定电压，一般实际输出约为输入电压减去该压降。

最大电流

该参数说明了最大负载能力，对于电压可调版本一般可通过最大输出功率恒定换算不同电压下的最大输出电流。

输入电容

这大概是最容易被忽略的参数了吧，其实主要是一些“年纪较大”的线性稳压芯片需要关注该问题，还记得作者在之前的文章中提到过1117系列的历史遗留问题，其实就是对输入电容有一定要求（好像是对输入电容寄生电阻还是啥的有要求，作者之前看到过，但找不到对应的数据手册了，这里就不贴图了,ԾㅂԾ,）。现在一般只需要根据datasheet中给的参考添加旁路电容即可。

纹波抑制

该参数其实也一定程度上描述了电源精度，其实际含义是输出纹波对输入纹波的抑制比，抑制比越大，输入纹波对输出纹波的影响越小，输出越稳定。

线性稳压的datasheet中当然还有很多其他的参数，如工作温度范围等，作者平时也不怎么关注，在消费级应用领域一般很少超出工作温度范围（如果超过了，多数情况下是过载来不及散热）。一般datasheet中还会给出一些测试数据，同理常规设计一般都能符合需求，但在进行特殊设计的时候就需要针对性的查看对应参数是否符合要求，这里不再一一列举。

选型实例

假设现在需要设计这样一个电源，参数要求如下

电源参数: 输入电压：7.2V，由于电源输出能力限制，在负载突变时可能在短时间内降到5V左右; 输出电压：3.3V，用电单片机需要稳定供电，电压低于3.2V时会保护性复位; 输出电流：300mA以上; 纹波抑制比：由于需要做单片机ADC的参考电压，需要电源足够稳定

该案例是作者根据做NXP智能车竞赛的经历编写的，例如上面描述的负载突变，实际情况是由于使用的镍氢电池输出能力有限，电机启动瞬间电流达到4A左右（做的信标组，有四个电机，当时还买到了“国产假货”电机驱动芯片，启动电流特别大(lll￢ω￢)）。单片机因为比赛限定使用infineon的Tricore系列，反正各种坑。

这里作者使用的是TI的选型工具（作者个人感觉现在工艺发展已经渐渐走入了瓶颈期，各大电商已经开始渐渐从拼性能转向拼服务、拼生态了，TI的官网现在就是个各种辅助设计工具和软件的大集合(*^_^*)。18年19年PCB厂商嘉立创和捷配“大战”作为吃瓜群众也是看得很爽哇，此前10×10cm的双层板打样一般是30元，当时降到了5元，捷配甚至玩了很久免费打样，现在嘉立创四层板也降价了，20年作者好像还看到了捷配“骂战”嘉立创“破坏行业环境”。氦！作为个人用户作者享受福利就行了(*^_^*)）。

第一步：打开TI官网，找到线性稳压选型工具

TI中文网址
TI英文网址

进入TI官网，在产品一栏中找到电源管理。
在左侧产品结构树中找到线性稳压器（LDO）（其实准确的说LDO即low dropout regulator翻译过来应该是低压差线性稳压）。
在产品系列中选择合适的输入电压范围，也可以直接查找所有线性稳压器。

第二步：输入选型参数，搜索可能合适的芯片
这里根据需要输入参数如下

搜索发现仅剩下一种可选芯片，这显然不符合常理，从左侧过滤器可以看到，输出电流被限制在了0.3-0.45A，而我们实际上只需要限定最小0.3A即可，这也算是TI搜索器一个小问题吧，我们一般需要把条件设定的宽泛一点，否则会将一些可用的芯片过滤掉。

重新设置参数后搜索，这里对个人用户或者手工焊制的打样板可以在过滤器中将BGA、QFN、SON等不太好焊的封装类型过滤掉。

同时由于输入电压可能降到5V，为防止单片机欠压保护需要线性稳压压降足够小，设定压降400mV以内。

此时右侧已经显示了可用的32种芯片（当然都是TI自家的），此时需要一篇篇读datasheet看具体是否符合要求，当然也有个偷懒的方法就是上某宝搜一下，有些芯片没有“国产”版本会比较贵，还有有些芯片销量为“零”一般也不建议使用。

另外需要注意的一点是，如本例中工作电流约300mA，此时热功率已经比较高了，而不同封装的散热能力是不同的，一般小封装在该工作条件下会十分烫手，作者在实际应用中使用了散热片辅助散热，而大封装相对散热会好一点。

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