电源设计：DC-DC 与 LDO

一句话总览：LDO 和 DC-DC 都是"把一种直流电压变成另一种直流电压"的电源芯片。LDO 像一个"智能可变电阻"，把多余的电压以发热的形式消耗掉，输出干净但效率受限；DC-DC 像一个"高速开关 + 储能水桶（电感/电容）"，通过快速通断搬运能量，效率高但有纹波和噪声。硬件面试中电源部分的核心，就是讲清楚这两类电源的原理、参数、选型与 PCB 布局。

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第一部分　基础知识

1. LDO（低压差线性稳压器）

LDO = Low Dropout Regulator。名字拆开理解：低压差——输入输出压差可以做得很小（例如输入 3.3 V、输出可达 3.2 V）；线性——内部 MOS 管工作在饱和区（恒流区），像可调电阻一样线性调节；稳压器——用途就是给电源稳压。

1.1 原理

LDO 通过运放调节 PMOS 的输出，本质上是一个负反馈调节回路。内部由 4 大部件构成：

1. 分压取样电路：反馈电阻 R1、R2 对输出电压采样；
2. 基准电压 VREF：期望输出电压的"标尺"；
3. 误差放大器（运放/比较器）：把采样电压与基准电压比较并放大差值；
4. 晶体管调整电路（MOS 管或三极管）：根据放大后的信号调整导通程度，把 VOUT 拉回设定值。

工作流程：R1/R2 采样输出电压 → 送入比较器与基准电压比较 → 比较结果放大 → 控制调整管 → 输出被稳定到设定值。

输出电压公式：

VOUT = VREF × (1 + R1/R2)

• VOUT：输出电压；VREF：内部基准电压；R1：输出到反馈脚的上电阻；R2：反馈脚到地的下电阻。

补充：LDO 有用 MOS 管（PMOS/NMOS）和三极管（PNP/NPN）做调整管两类，区别在于最小压差不一样——三极管方案的饱和压降较大，PMOS 方案才能做出真正的"低"压差。

1.2 关键参数（选型必看）

1）输入输出压差（Dropout Voltage）

• 指维持稳压所需的最小输入−输出电压差，一般都很小。
• LDO 的输入电流几乎等于输出电流，所以压差越大，效率越低、能量损耗越大。
• 发热功率 = 压差 × 电流。反过来说：负载电流很小时，即使压差较大也可以用 LDO（发热可接受）。

2）线性调整率（Line Regulation）

• 负载一定时，输入电压变化引起的输出电压变化量，即"输出电压变化量 / 输入电压变化量"。
• 越小越好。它受环路增益影响：环路增益越大，线性调整率和负载调整率越好。

3）负载调整率（Load Regulation）

• 输入电压一定时，负载电流变化（通常指空载到满载）引起的输出电压变化。
• 越小越好。它体现调整管性能和稳压器的闭环 DC 增益——闭环 DC 增益越高，负载调整率越好，说明 LDO 抑制负载干扰的能力越强。

4）电源抑制比（PSRR）

• 反映 LDO 对不同频率输入纹波的抑制能力，是输入纹波与输出纹波比值的对数（单位 dB）。
• 特定频段上 PSRR 越大越好，输出受电源影响越小。低噪声场合（如给 ADC、射频供电）应选 PSRR ≥ 80 dB 的 LDO。
• 各频段的影响因素：低频主要受输入基准电压和开环增益影响；中频主要受开环增益影响；高频主要受输出电容大小影响。

补充：PSRR 类似"隔音效果"，80 dB 意味着输入端的纹波传到输出只剩万分之一。

5）瞬态响应

• 负载电流突变时输出电压的最大变化（跌落/过冲）。
• 前馈电容 Cb 的作用就是提高负载瞬态响应能力。
• 要获得最佳瞬态响应，闭环回路带宽要尽可能高，同时保证足够相位裕量以维持稳定。
• 输出电容与瞬态的权衡：电容太大→电压跌落小但响应慢；电容太小→跌落大但响应快。

6）静态电流 Iq

• 外部负载电流为 0 时，LDO 内部电路自身工作所需的电流，也称接地电流，通常希望尽可能低。
• 一般规律：静态电流与其他性能成反比——低噪声、高 PSRR 的 LDO 往往静态电流更大。

7）噪声

• 指 LDO 自身产生的噪声，主要来自输入基准电压、内部电路噪声和热噪声，其中贡献最大的通常是误差放大器和电阻反馈网络。
• 只有高精度、低噪声电路才需要重点关注。
• 降噪手段：① 减小基准电路本身的输出噪声；② 用 RC 低通滤波减小噪声向 LDO 输出传递；③ 减小环路带宽也能优化噪声，但会牺牲瞬态响应。

8）输入电压

• 输入端允许的电压范围。注意输入电压要降额 80% 考虑（例如芯片标称耐压 6 V，实际使用建议不超过 4.8 V）。

9）输出电压

• 优先选固定输出版本，不选带 ADJ（可调）功能的——节省器件、降低干扰。

10）效率

• LDO 自身消耗的功率 ≈ 压差 × 电流。相同负载电流下，压差越大功耗越高，所以压差低有利于提高效率。
• 输入电流 = 输出电流 + 静态电流，即 IIN = IOUT + IQ。IQ 一般是 µA、nA 级，几乎可以忽略，所以 IIN ≈ IOUT。
• 轻载时 IQ 变得非常重要：IQ 越小，轻载效率越高。

11）热性能（热阻 RθJA）

• RθJA 表示该封装的散热效率：值越大散热越差，值越小散热越好；封装尺寸越小，RθJA 通常越大。

1.3 特性（外围电路设计要点）

1）输出自放电

• LDO 关闭后，输出（负载）电容上仍残留电量，下次启动时会产生一个快速的电压尖峰（Voltage Spike），可能损坏后级电路。
• 带自放电功能的 LDO 能在关闭输出后主动泄放输出电容上的电量。

2）软启动

• 带软启动的 LDO 能有效控制启动电流，使输出平缓上升，减小启动浪涌电流，并可用于实现上电时序。
• 实现方式：在 SS 引脚与地之间接一个小陶瓷电容。

3）EN 使能信号

• EN 信号需要一定的驱动电流，上拉电阻不要太大，100 kΩ 以内基本没问题。
• Start-up 时间是 IC 固定的；若想延时启动，可在 EN 对地接一个大电容，构成简单 RC 延时电路。

4）假负载的作用

• 有的 LDO 有最低负载电流要求，低于该电流系统可能不稳定，此时需要加假负载（一个到地的电阻）来保证最小电流。

5）反馈对地电阻

• 保证最小对地泄放电流通路，维持最小对地电流（本质上也是让反馈网络/输出有确定的工作点）。

6）降噪电容（NR 电容）

• 在基准电压引脚接一个电容到地（通常 0.1 µF），过滤内部电压基准产生的噪声（与内部电阻形成 RC 滤波）；同时让 LDO 上电变缓，减小上电浪涌冲击。

7）前馈电容（CFF / Cb）

• 主要影响环路带宽和中频段的 PSRR 性能；增加相位裕度、改善负载瞬态响应，使输出减少振铃、更快稳定。

8）输入电容

• 作用：对输入滤波；抵消输入走线较长时引入的寄生电感，防止电路自激振荡。
• 一般取 22 µF 左右。

9）输出电容

• 电容值及其 ESR（等效串联电阻）对频率响应影响最大，许多性能都受输出电容影响。
• 一般取 22 µF 左右；另并一个 0.1 µF 小电容消除高频噪声。

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2. DC-DC（开关电源）

DC-DC 转换器即在直流电路中把一个电压值变换成另一个电压值的装置，一般由控制芯片、电感、二极管、开关管（三极管/MOS 管）、电容构成。

2.1 拓扑结构

2.1.1 BUCK（降压）

• 开关管闭合时：能量一部分储存在电感 L 中，一部分供给输出；
• 开关管断开时：L 通过（续流）二极管继续为输出端提供能量。
• 输出公式：VOUT = VIN × D，D 为 PWM 波的占空比（D = 导通时间 / 开关周期）。D < 1，所以只能降压。

2.1.2 BOOST（升压）

• 开关管导通时：输入电压给电感充电（储能）；
• 开关管关断时：电感产生感应电压，输入能量与电感能量叠加一起向输出供电，二极管导通，输出电压高于输入，实现升压。
• 输出公式：VOUT = VIN × 1/(1−D)。D 越大升压比越高。

2.1.3 BUCK-BOOST（升降压）

• 开关管导通：二极管 D 反向截止，电感储能；
• 开关管断开：电感储存的能量通过二极管传给输出端。
• 规律：D = 0.5 时 Vo = Vin；D < 0.5 时 Vo < Vin（降压）；D > 0.5 时 Vo > Vin（升压）。

补充：经典单管 BUCK-BOOST 拓扑输出电压极性与输入相反（负压输出）；要做到同极性升降压，可用 SEPIC、Ćuk 或四管 Buck-Boost 结构。

2.1.4 反激（Flyback）

• 开关管 S 导通时：电压加在变压器 T 初级绕组 N1 上，能量储存在初级绕组中。由于初次级同名端相反，次级感应电压使整流二极管 D 截止，此时由滤波电容 C 向负载供电；
• 开关管 S 关断时：初级绕组产生反向电动势，次级绕组 N2 电压极性翻转，二极管 D 正偏导通，初级储存的能量传递到次级，给负载供电。
• 特点：① 输出可正可负，由绕组绕向和二极管极性决定；② 输出可大于或小于输入，由匝数比决定；③ 增加次级绕组可实现多路输出。

补充：反激的变压器实际是"耦合电感"——导通时储能、关断时释能，能量不是同时传递的，这与正激相反，是两者最本质的区别。

2.1.5 正激（Forward）

• 开关管开通时：储能电感储能并同时给输出端供能（能量在导通期间就传递到次级）；
• 开关管关断时：储能电感通过续流二极管续流，继续给输出端供能，从而得到稳定输出电压。

2.3 同步与非同步

• 同步整流：用通态电阻（Rds(on)）极低的专用功率 MOSFET 取代续流二极管，降低整流损耗。

• 对比：

  • MOSFET 导通后压降低 → 效率高；二极管压降高 → 效率低。
  • MOS 管需要驱动电路（额外的控制电路）→ 成本较高；二极管无需驱动，稳定性好。

2.4 隔离与非隔离

• 隔离式变换器：输入与输出之间没有电流回路，原副边不共地，通过变压器磁场把能量从初级耦合到次级。优点：高可靠性、防雷、耐高压。
• 非隔离式：BUCK、BOOST、BUCK-BOOST 等，输入输出共地，结构简单、效率高。

2.5 工作模式（电感电流形态）

CCM 连续导通模式：每个开关周期内电感电流从不降到 0；功率开关闭合前，线圈中仍有电流。通过改变占空比 D 控制输出电压。

DCM 非连续导通模式：每个周期内电感磁通（电流）总会回到 0；功率开关再次闭合时，电感电流已为 0。

BCM 临界导通模式：介于 CCM 与 DCM 之间的特殊模式。控制电路监控电感电流，一旦检测到电流恰好减小到 0，立即发出激励脉冲让开关管导通。若电感峰值电流高、下降斜坡平缓，开关周期会延长，因此 BCM 系统是变频的。

CCM 与 DCM 对比：

从 CCM 切换到 DCM 的方法：① 降低负载电流；② 降低电感值 L。

2.6 调制模式

PWM 脉冲宽度调制（频率不变、调脉宽）

• 原理：固定开关周期，改变 Ton 从而改变占空比。输出电压变化时，环路控制驱动信号占空比改变，维持输出恒定。
• 优点：控制电路简单，输出纹波电压小，频率特性好，线性度高，重负载时效率高。
• 缺点：负载变轻时效率下降。

PFM 脉冲频率调制（脉宽不变、调频率）

• 原理：脉冲宽度恒定，改变脉冲出现的频率（定宽调频）。输出电压变化时，环路改变脉冲频率实现控制。
• 优点：轻负载时效率很高，频率特性好。
• 缺点：重负载时效率明显低于 PWM。

PSM 脉冲跨周期调制（频率和脉宽都不变，脉冲时有时无，定频定宽）

• 原理：驱动信号频率与宽度都恒定。负载最重时满频工作；负载变轻时跳过一些开关周期，开关管保持关断。通过改变跨周期出现的次数实现调节。
• 优点：轻负载时效率比 PWM 高；开关损耗与输出功率成正比，与负载变化关系不大。
• 缺点：输出电压纹波较大。

总结：

• PWM 型：效率高、输出纹波和噪声好；
• PFM 型：小负载时耗电小；
• PWM/PFM 转换型：小负载用 PFM，重负载自动切换到 PWM。

2.7 控制模式（环路反馈方式）

电压控制模式

• 流程：反馈电压 VFB 采样输出 → 与基准 Vref 的差值送入误差放大器放大 → 送入 PWM 比较器与三角波 VRAM 比较 → 得到方波控制开关管 → 稳定输出。
• 优点：① PWM 三角波幅值较大，调脉宽时抗噪声裕量好；② 占空比调节不受限制；③ 对输出负载变化有较好的响应调节。
• 缺点：① 瞬态响应较差，对输入电压和负载电流变化的动态响应慢；② 环路补偿复杂，需要将主极点低频衰减或增加零点补偿。

电流控制模式

• 流程：VFB 与 Vref 的差值经误差放大器放大；同时采样电路取得电感电流。CCM 下占空比接近或超过 50% 时会出现次谐波不稳定，需加入斜坡补偿——斜坡补偿信号与电感电流斜坡叠加后送入 PWM 比较器，保证系统稳定。
• 优点：① 暂态闭环响应快（对输入电压变化和负载变化的瞬态响应都快）；② 具备瞬时峰值电流限流功能；③ 输出电压调整效果可与电压模式加输入前馈相媲美。
• 缺点：① 占空比大于 50% 时的开环不稳定性，存在难以校正的峰值电流与平均电流误差；② 容易发生次谐波振荡。

2.8 特性与引脚

1）电源效率

η = Pout / (Pout + Pd)

• η：效率；Pout：输出功率；Pd：电平转换芯片损耗功率。

2）欠压保护

• EN 脚除使能外还有欠压保护功能。例如输入 12 V、输出 3.3 V，设计要求输入升到 8 V 才启动、降到 7 V 才断电，就可用 Ren1、Ren2 分压电阻按公式计算取值。
• VSTART：输入电压升到该值后芯片才输出；VSTOP：输入电压降到该值（VEN 阈值相关）时芯片停止输出。

3）缓（软）启动 soft-start

• SS 脚外接电容充电，缓慢抬高内部参考电压。
• 作用：① 延迟单板电源上电时间；② 减小上电冲击电流。
• 注意：电容过大→启动过缓；电容过小→可能启动不起来。一般上电时间 1~10 ms。

4）输出电压设置

• 两个采样电阻分压，使中点电压正好等于参考电压。可以用三个电阻调节，方便后续改输出。电阻精度要用 1%。

5）自举电容

• 接在 BS（BST）与 SW 之间的电容（约 0.01 µF），用来给上管（高边 MOS）供电。
• 自举电容储存的能量应能满足整个上管关闭期间所需的能量以及下一次启动的能量。
• 若内部两个开关管都是 NMOS，就需要自举电容（上管栅压要高于 Vin）；有的 BUCK 芯片上管用 PMOS，则不需要产生比 Vin 更高的电压，不需要自举电容。

补充：自举（Bootstrap）的原理类似"踩着鞋带上楼"——利用 SW 点的跳变把电容上的电压叠加到 SW 之上，从而让上管栅极获得比 Vin 更高的驱动电压。

6）环路设计（COMP 引脚）

• COMP 是相位补偿引脚，外接补偿网络（改变相位裕量与增益裕量）提高系统稳定性。

• 设计指标：

  • 剪切频率（穿越频率）：环路增益为 0 dB 时对应的频率。越高响应越快，但更容易不稳定/振荡；过低则瞬态响应不足、输出电压可能异常。一般设计为开关频率的 1/10~1/20；瞬态响应不足的系统往往剪切频率低于 10 kHz。
  • 相位裕量：环路增益为 0 dB 时，信号相位与 180° 的差值。
  • 增益裕量：信号相位为 0°（−180°）时对应的负增益量。
  • 两者表征开关电源稳定度。裕量不够时，温度、PCB 布局布线、器件个体差异都可能使系统进入不稳定或振荡状态。一般要求相位裕量 ≥ 45°，增益裕量 ≤ −10 dB。

7）BST：Boost 电压引脚，连接输出端（SW）方向的 Boost（自举）电容。

8）FB/ADJ：调节引脚，用于设置输出电压。

9）PGOOD（Power Good）：电源状态指示引脚，检测输出电压是否在规定范围内。

10）BOOT：启动引脚，用于启动芯片。

11）纹波：由于开关管 S 的通断导致电源产生波动，纹波频率等于开关频率。

12）电流调整率：输出电流不同时，测得的模块输出电压变化情况（即负载调整率）。

13）输出电容的作用：① 影响输出电压纹波；② 影响负载瞬变后输出电压的表现。

14）续流二极管：选肖特基二极管（低压降、反向恢复快）。

15）电感：感值高→纹波电流小；感值低→纹波电流大。

16）开关频率的权衡：

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第二部分　面试高频问答（附答案）

Q1. LDO 和 DC-DC 的区别与选型

一句话记忆：LDO（线性稳压）纹波小、压差大则效率低、只能降压；DC-DC（开关稳压）纹波大、压差小效率高、可升可降。

选型思路：压差小、电流小、对噪声敏感（模拟/射频/基准）→ LDO；压差大、电流大、要升压或追求效率 → DC-DC；既要效率又要干净 → DC-DC 后级再接 LDO。

Q2. DC-DC、LDO 使用 PMOS 还是 NMOS

• LDO 一般用 PMOS：LDO 效率较低，一般不走大电流；NMOS 的开启要求（栅压需高于源极约 0.7 V 以上）会使压差做不小，而 PMOS 可以获得更小的压差，所以饱和压降小的 LDO 都是 PMOS/PNP 结构。针对某些大电流低压差场合，才使用 NMOS LDO。
• DC-DC 一般用 NMOS：PMOS 的 Rds(on)（导通电阻）比较大，意味着损耗大、效率低。一般 PMOS 的导通电压比 NMOS 高一些。

Q3. PWM、PFM 和 PSM 调制的特点

Q4. BUCK 的拓扑结构与原理、关键器件、电感电容选型计算

拓扑与关键器件：

• 开关管 S：导通和关断电流；
• 电感 L：电能与磁能相互转换的储能元件（充电储能、放电释能）；
• 电容 C：充放电维持输出电压——两端电压高于外部时放电、反之充电，充放电不会发生极性反转；
• 续流二极管 D：单向导电，形成续流回路，保证电感电流连续。

工作过程：开关管闭合，能量一部分存入电感 L、一部分供给输出；开关管断开，L 通过二极管为输出供能。VOUT = VIN × D。

公式推导（以同步 BUCK 为例）：

• 开通时间：Ton = (Vo/Vi) × (1/f)
• 关断时间：Toff = (1 − Vo/Vi) × (1/f)
• 占空比：D = Ton/T = Vo/Vi
• 电感平均电流：IL = IO（BUCK 中电感电流平均值等于输出电流）
• 电感纹波电流：ΔIL = Vo/(f·L) × (1 − Vo/Vi)
• 电感峰值电流：ILP = IO + ΔIL/2 = IO + Vo/(2f·L) × (1 − Vo/Vi)

符号说明：Vo/Vi 输出/输入电压；f 开关频率；L 电感量；IO 输出电流；T 开关周期（T = 1/f）；ΔIL 电感电流峰峰值纹波；ILP 电感峰值电流。

选型计算：

• 电感取值范围：L = Vo×(1 − Vo/Vi) / [f × (0.2~0.4) × IO]（按纹波电流取输出电流的 20%~40% 估算）。
• 输入电容（陶瓷）：Cin ≥ IO×Vo×(1 − Vo/Vi) / (ΔVi × f × Vi)，其中 ΔVi 为允许的输入纹波电压。
• 输入电容（电解）：ΔVi ≤ (1/2) × ESR × ΔIL（由电解电容 ESR 决定的纹波）。
• 输出电容（陶瓷）：Cout ≥ ΔIL / (8 × f × ΔVo)，ΔVo 为允许的输出纹波电压。
• 输出电容（电解）：ΔVo ≤ ESR × ΔIL。

Q5. BOOST 的拓扑结构与原理、电感电容选型计算

工作过程：开关管导通时输入给电感充电；开关管关断时电感感应电压与输入叠加，经二极管向输出供能，实现升压。VOUT = VIN × 1/(1−D)。

公式推导（以同步 BOOST 为例）：

• 开通时间：Ton = (1 − Vi/Vo) × (1/f)
• 关断时间：Toff = (Vi/Vo) × (1/f)
• 占空比：D = Ton/T = 1 − Vi/Vo
• 电感平均电流：IL = (Vo/Vi) × IO（BOOST 中电感在输入侧，电感电流 = 输入电流，大于输出电流）
• 电感纹波电流：ΔIL = Vi/(f·L) × (1 − Vi/Vo)
• 电感峰值电流：ILP = (Vo/Vi)×IO + ΔIL/2
• 输入平均电流：Ii = IL = (Vo/Vi) × IO
• 电感取值范围：L = Vi×(1 − Vi/Vo) / [f × (0.2~0.4) × Ii]

输入纹波与输入电容：

• 容量纹波：Uq = Vi×(1 − Vi/Vo) / (8·f²·L·C)
• ESR 纹波：Uesr = ESR × Vi×(1 − Vi/Vo) / (f·L)
• 输入总纹波：ΔVi = Uq + Uesr
• 输入用陶瓷电容：Cin ≥ Vi×(1 − Vi/Vo) / (8·f²·L·ΔVi)
• 输入用电解电容：ΔVi ≤ ESR × ΔIL

输出电容：

• 输出用陶瓷电容：Co ≥ IO×(1 − Vi/Vo) / (f × ΔVo)
• 输出用电解电容：ΔVo ≤ ESR × ILP（BOOST 输出端脉冲电流大，纹波主要由 ESR 与电感峰值电流决定）。

补充：BUCK 的电感在输出侧（电感电流≈输出电流），BOOST 的电感在输入侧（电感电流≈输入电流），记住这一点两套公式就能互相推导。

Q6. Flyback 反激拓扑和原理

同 2.1.4：导通时变压器初级储能、次级二极管截止（由输出电容给负载供电）；关断时初级能量经次级绕组、二极管释放给负载。输出极性由绕组和二极管方向决定，升降压由匝数比决定，可加绕组实现多路输出。

Q7. BUCK-BOOST 拓扑结构和原理

同 2.1.3：导通时二极管反偏截止、电感储能；关断时电感能量经二极管传给输出。D = 0.5 时 Vo = Vin；D < 0.5 降压；D > 0.5 升压。

Q8. 电源闭环回路如何实现

当输入电压或负载变化时，DC-DC 的 VOUT 缓慢变化 → 变化量经 FB 反馈（R1/R2 分压）检测 → 送入误差放大器反相端，与同相端的参考电压比较 → 误差放大器输出一个变化量 → 送入 PWM 调制器一端，与斜坡补偿共同重新校准占空比 → 控制栅极（G 极）驱动器调整开关管 → VOUT 被拉回设定值。这就是闭环自动调节原理。

Q9. 电源纹波的产生、抑制方法与测量

产生原因：开关管 S 的通断过程导致电源波动，纹波频率等于开关频率。

抑制方法：

1. 提高开关频率（频率越高纹波越小，但开关损耗增加、效率下降，需权衡）；
2. 加大电感和输出电容滤波（选低 ESR 器件）；
3. 二级滤波（再加一级 LC 滤波器，LC 对纹波抑制效果明显）；
4. 后级接 LDO 滤波。

测量要点：示波器探头用 ×1 档位；通道用交流耦合；开启 20 MHz 带宽限制（低通）；用接地弹簧针让接地线尽量短。

补充：长接地线会引入很大的环路电感，把开关噪声"捡"进测量结果，所以测纹波一定要短接地。

Q10. 哪些因素会导致开关电源效率降低，如何解决

Q11. 环路稳定性

衡量开关电源稳定性的指标是相位裕度和增益裕度，穿越频率作为参考指标：

1. 相位裕度：增益降到 0 dB 时对应的相位（与 −180° 的距离）；
2. 增益裕度：相位为 −180°（原文表述为 0° 穿越点）时对应的增益大小（实际是衰减量）；
3. 穿越频率：增益为 0 dB 时对应的频率。

经验要求：相位裕量 ≥ 45°，增益裕量 ≤ −10 dB，穿越频率取开关频率的 1/10~1/20。

Q12. DC-DC 的器件选型（电感、电容、电阻）

• 电感：合理范围内感值越大纹波越小；流过电感的电流要小于电感的饱和电流（饱和电流 = 使感值降为 70% 时的电流）。不同输出电压要求的感量不同；注意温升和饱和电流要留余量；通常选 L 使 ΔIL 占输出电流的 30%~50%。电感值过大会使输出纹波更小、输出更平滑（但体积和瞬态变差）。
• 输入电容：满足耐压和输入纹波要求，耐压一般取输入电压的 1.5~2 倍以上。注意瓷片电容实际容量会随直流偏压增大而减小。
• 输出电容：满足耐压（1.5~2 倍）和输出纹波要求。
• 开关频率：频率高→纹波小、动态响应快，但 EMI 变差、开关损耗增加。建议 500 kHz~1.5 MHz。
• 反馈电阻和 EN 分压电阻：按规格书取值，精度 1%。
• 软启动设置：根据各电源上电次序要求设置各模块 SS 电容，产生需要的上电时序。

Q13. LDO 效率计算

• LDO 自身消耗功率 ≈ 压差 × 电流：P = (VIN − VOUT) × IOUT。
• 输入电流 = 输出电流 + 静态电流（IQ，µA/nA 级，可忽略），故效率近似：η ≈ VOUT / VIN。
• 相同负载下压差越小效率越高；轻载时 IQ 决定效率，IQ 越小越好。

例（补充）：5 V 转 3.3 V 的 LDO，效率约 3.3/5 = 66%；3.3 V 转 3.2 V 效率约 97%——这就是"压差小才用 LDO"的原因。

Q13（附）. 电源滤波为什么要大电容配合小电容

典型组合：220 µF 电解电容 + 0.1 µF 贴片（陶瓷）电容。

电解电容和钽电容谐振频率低，对低频噪声滤波效果好；贴片电容谐振频率高，对高频噪声滤波效果好。PCB 板上的电源噪声同时包含低频和高频成分，要在较宽频率范围内对噪声呈现低阻抗，单一电容做不到，必须大电容并联小电容。

Q14. DC-DC 的同步和非同步优缺点

Q15. BUCK 电路中的续流二极管可以换成 MOS 管吗

可以。续流二极管的作用是提供续流回路，使电感电流不突变、保持输出稳定，通常用肖特基二极管（导通电阻低、反向恢复时间短，减小导通损耗和开关损耗）。

MOS 管是可控器件，可以替代续流二极管构成同步 BUCK：能进一步降低导通损耗和开关损耗、提高效率。缺点：价格相对较高，需要额外的驱动电路和控制逻辑（还要注意死区时间，防止上下管直通）。

Q16. LDO PCB 布局布线

1. 电容按先大后小顺序就近摆放在芯片引脚旁；
2. 输入/输出布线的线宽、换层过孔数量须满足电源电流大小；
3. 输入/输出的 GND 尽量汇接在一起，保持完整的回流路径。

Q17. DC-DC 的 PCB 设计布局布线注意事项

1. 功率管脚大面积铺铜，减小电源温升；
2. 反馈线不能绕着电感 L 走（防止电感磁场干扰反馈采样）；
3. 开关电源芯片及其电感下面尽量不要布其他信号线；
4. 二极管续流回路尽可能短；
5. 布局紧凑，输入输出主干道采用"一"字型或"L"型布局；
6. 输入电容就近放在芯片输入 Vin 与功率 PGND 之间，减少寄生电感。