關于5V轉3.3V的LDO輸出電壓,運行時上浮的疑惑

ID:728915 · 發表于 2024-6-25 21:45

進行單板測試，然后發現3.3V電壓波形上浮，運行紋波>300mV，簡直有點不敢相信。
測試步驟：
1】3.3V空載時，電壓3.3V左右，紋波17mV都還正常；

2】a. 5V（5V作為轉3.3V的前級電源）電源波形，符合基本要求，運行時電壓波動150mV，紋波75mV左右；未貼出；
b. 3.3V運行，運行時，電壓上浮（上浮，開始我沒注意，后面回過頭來發現有點怪）；對應的紋波波形沒有貼出，超過200mV了。

3】原理圖及PCB，其中沒有鉭電容；（原理圖中，R（增焊）/51R 為我后面的測試操作，不是出現異常時就有的；PCB中沒有）

4】測試過程：（3.3V負載，MCU（HC32F460）全額滿打滿算500mA，也不會超過700mA；LDO設計是使用1A的）
0.輸入電壓：5V，電壓和紋波都沒問題；
1.輸入電容：在原理圖電路基礎上，加大輸入電容(貼片)，至100uF、200uF；效果略有改善，但不符合基本要求；
2.輸出電容：在原理圖電路基礎上，加大輸出電容（貼片，非鉭電容），至100uF、200uF；效果略有改善，但不符合基本要求；
3.輸入、輸出電容：在原理圖電路基礎上，同時加大輸入、輸出電容（貼片，非鉭電容），至100uF、200uF；效果有一些改善，但還是不符合基本要求，紋波>80mV；
4.輸出鉭電容：在原理圖電路基礎上，將原輸出電容，換成鉭電容10uF、2個10uF鉭電容并聯，沒有效果；
5.LDO芯片：在原理圖電路基礎上，將3.3VLDO，換成另一種3.3V LDO/SOT223封裝（絲印不一樣）、3.3V LDO/SOT-89-3封裝；效果未改變；
6.增加負載電阻：3.3V輸出，PCB上100nF電容后面，增加負載電阻（51R/2512封裝）,波形改善明顯，電壓基本穩定在3.3V，波動100mV左右，紋波40mV；
（我當時懷疑是LDO負載調整不過來，以至于波動明顯、上浮，所以試著給它加一個負載，沒想到有效果）
7.輸入電源：將原開關電源（24V）換成測試用的臺式可調電源（24V）；效果未改變；
8.PCB地：使用導線（約0.5mm2），焊接至24V處的貼片電容旁，沒有效果；
9.5V芯片加大：由原來2A的，加大到3A；沒有效果；
10.新買LDO測試：立創上新買AMS1117-3.3/1.3V@(1A)/SOT-223/UMW(友臺半導體)，打算到貨后再測試驗證一下，芯片有沒有搞混；

5】所以我有點懵，LDO的紋波，按理會比較小，即使前面有1000mV的紋波，LDO紋波抑制比在50-60dB，輸出紋波也會比較小；
因此，想請教各位大佬，有沒有遇到類似的情況，或寶貴見解。

感謝大家！

ID:401564 · 發表于 2024-6-25 23:10

1,先看你前面是不是DC-DC出來的5V,如果是,感覺你的地線太敷得太滿了,地線不能直接敷銅了事的
2,輸出電壓波動先看一下穩壓芯片的規格書,超出規格書了,大多數的情況是自身的原因
3,看起來有點像DC-DC的反饋電阻好像離芯片有點遠了,而且,電容和電阻的位置反了,就是這個

以上觀點是個人經驗分析,只作參考,不一定是對的

ID:466250 · 發表于 2024-6-26 01:23

大部分品牌動態響應差，輸出接100uf電容或以上才會改善，也可以更換其他品牌。
輸出僅有10uf電容時，能高速動態響應的ldo不多。

ID:1079566 · 發表于 2024-6-26 08:20

有些芯片, 有最小負載電流. 當此條件沒有達到時, 穩壓指標比較差.
1117的最小負載電流是5~10mA

如果輸入供電是開關電源, 有高頻紋波, 普通LDO對此抑制能力比較差, 1117在120HZ時紋波抑制比是60dB左右,20khz可能不到20dB.

有高頻紋波抵制能力比較強的芯片，國產的也有．可以做到10khz 60db, 100khz 40db
便宜的有,TLV70233 ,RT9058-33 要好于多年前的舊產品. 還有更好一些的,會貴不少.

ID:118322 · 發表于 2024-6-26 08:39

1117輸出要用鉭電容，看原理圖用的陶瓷電容，紋波就會很大，可以用SPX1117或者LD1117，規格書寫了可以用陶瓷電容。

ID:384109 · 發表于 2024-6-26 09:09

查查5V的電路是否正確，3V3的負載具體多少，是不是太重了

ID:728915 · 發表于 2024-6-26 18:04

Y_G_G 發表于 2024-6-25 23:10
1,先看你前面是不是DC-DC出來的5V,如果是,感覺你的地線太敷得太滿了,地線不能直接敷銅了事的
2,輸出電壓波 ...

DCDC出來是5V，電壓波形何紋波都沒什么問題。地線不能鋪太滿，哈，為啥？

ID:728915 · 發表于 2024-6-26 18:06

藍藍小星星發表于 2024-6-26 01:23
大部分品牌動態響應差，輸出接100uf電容或以上才會改善，也可以更換其他品牌。
輸出僅有10uf電容時，能高 ...

我接100uF的輸出電容,是會好一些，但有限，紋波也會超80mV。

ID:728915 · 發表于 2024-6-26 18:10

ZSJM 發表于 2024-6-26 08:20
有些芯片, 有最小負載電流. 當此條件沒有達到時, 穩壓指標比較差.
1117的最小負載電流是5~10mA

最小負載電流，還真沒注意，芯片手冊真沒注意這個。明天友臺半導體1117的LDO芯片到了，我再仔細對比下。
高頻紋波嗎，是開關電源提供24V的，然后DCDC轉12V，DCDC 12V轉5V。

ID:728915 · 發表于 2024-6-26 18:11

ohshit 發表于 2024-6-26 08:39
1117輸出要用鉭電容，看原理圖用的陶瓷電容，紋波就會很大，可以用SPX1117或者LD1117，規格書寫了可以用陶 ...

我試了鉭電容，將原輸出電容，換成鉭電容10uF、2個10uF鉭電容并聯，但也沒有效果。

ID:728915 · 發表于 2024-6-26 18:18

人中狼發表于 2024-6-26 09:09
查查5V的電路是否正確，3V3的負載具體多少，是不是太重了

5V電壓波形和紋波都是符合要求的，3.3V不算MCU，全額不超過200mA（實際用的50mA不到），MCU全額算500mA（實際上不可能）;

ID:728915 · 發表于 2024-6-26 18:43

ZSJM 發表于 2024-6-26 08:20
有些芯片, 有最小負載電流. 當此條件沒有達到時, 穩壓指標比較差.
1117的最小負載電流是5~10mA

我剛剛去看了AMS的手冊，確實有最小負載電流說法5-10mA，友臺的就沒有。看來以后還是盡量找 “老廠家”的手冊看看。

ID:123289 · 發表于 2024-6-26 19:21

原因：5V電源是開關電源的輸出。

ID:123289 · 發表于 2024-6-26 19:23

原因二：示波器的接地點，選擇的不合理。

ID:728915 · 發表于 2024-6-26 22:43

yzwzfyz 發表于 2024-6-26 19:23
原因二：示波器的接地點，選擇的不合理。

是DCDC輸出5V，不是直接開關電源；紋波用的接地探針，測的3.3V輸出電容100nF兩端。從貼出的紋波波形來看，沒有因為接地過遠，或者接地線過長引起的干擾、雜波。

ID:401564 · 發表于 2024-6-26 22:48

我，菜雞發表于 2024-6-26 18:04
DCDC出來是5V，電壓波形何紋波都沒什么問題。地線不能鋪太滿，哈，為啥？

DCDC地線和反饋線有嚴格的規則,不能先布其它的線,留下地線,最后duang duang敷銅,一個頂層,一個底層了事,這是不行的
原因嘛,百度一下數字地和模擬地為什么要分開就知道了
你可以先看一下這個DCDC芯片的規格書,一般里面都會有布線指導的,或者是元件和布線直接按規格書里的來畫

ID:728915 · 發表于 2024-6-26 23:56

Y_G_G 發表于 2024-6-26 22:48
DCDC地線和反饋線有嚴格的規則,不能先布其它的線,留下地線,最后duang duang敷銅,一個頂層,一個底層了 ...

噢，這個啊；一般的推薦布局，都是大面積連續地，反饋信號為了不分割地，會打過孔縮短距離。唉，說起這個，之前畫的時候追求連續地，信號反饋被領導點了；后來提高反饋信號的優先級，又被領導點沒按推薦布局。。。好像都是小電流，也沒出啥問題，所以我都有點納悶了，雖然矛盾，但都沒啥事，

ID:384109 · 發表于 2024-6-27 07:38

去掉C17試試，另外增加51R電阻有改善，就是說原3V3負載小于51R，查查3V3的后端電路

ID:401564 · 發表于 2024-6-27 09:28

我，菜雞發表于 2024-6-26 23:56
噢，這個啊；一般的推薦布局，都是大面積連續地，反饋信號為了不分割地，會打過孔縮短距離。唉，說起這個 ...

你可以一步一步的分開找問題
先把DCDC部分的芯片取下來,直接用USB或者是其它的5V直接供電,先排除DCDC的問題,或者是先把反饋電阻那的電阻和電容位置換一下,試一下
能不能解決問題不知道,但首先得是把一個個可能性先排除

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