电子工程师手记:超低功耗LDO选择指南

随着物联网技术的快速发展以及消费电子产品产品的迅速普及,当今电子应用设计中最重要的挑战之一是如何将系统的功耗降至最低。为了实现这一目标,大多数系统都利用软硬件各种低功耗模式,以期最大限度地降低整体功耗。电子产品在不同工作模式下工作时,系统电源电流可以很容易地从睡眠模式下的几微安或甚至是几百纳安到正常工作功率模式下的数十或者数百毫安不等。

低压差线性稳压器(LDO)是几乎所有电路电源系统中的必要元件。LDO的选择会对整个系统的功耗产生重要影响。一颗性能优异的LDO不仅需要具有超低的静态电流,还应该提供良好的动态性能,以保证稳定、无噪音的电压。这些性能要求往往是相互排斥的,因此对IC设计者来说是不小的挑战。因此,市场上能够同时满足这两个要求的LDO并不多。
下文将讨论常见LDO的三种偏置电路结构以及它们的特点。帮助读者在选择LDO时,在如何实现低功耗和良好的动态性能之间进行权衡提供一些参考。

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LDO基础知识:工作原理及应用

电源模块是所有电子系统最基本也是最重要的功能模块。它就像是汽车的发动机一样重要。没有电源模块,现在我们常用的电子产品,不论是手机还是电脑都将无法工作。

低压差稳压器(LDO)是一种将高电压调节成稳定低电压直流输出的一种器件。在通常情况下,LDO是消费电子产品电源模块最经济有效的一种选择。本教程介绍LDO的工作原理,以及应用时的注意事项。

另一篇关于如何选择LDO的文章请点按此:https://haipeng.me/2020/05/02/consumer-electronics-design-power-ldo/

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电子工程师手记:ESD基本知识及ESD保护的选取

当今世界的各类电子设备日趋便携化。随着电子产品触觉功能的增加以及使用范围的不断扩大,硬件电子工程师必须要对系统进行ESD保护。如果产品在设计没有合理考虑ESD保护,不仅难以通过认证,也会使一次静电冲击轻易地就对我们的产品造成永久性的破坏。因此,清楚认识ESD保护以及合理选用ESD保护元件就变得至关重要。

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如何正确选择MOSFET

MOSFET,中文被称作“金属氧化物半导体场效应管”,是类似于BJT(双极性晶体管)的一种常见晶体管。MOSFET和BJT类似,也有两种类型,N通道和P通道。也有三个极Gate/Source/Drain(类比于BJT的Base/Emitter/Collector)。所不同的是,MOSFET是电压控制元件,而BJT是电流控制元件。通常,因为 MOSFET在导通时的电阻低,而截止时的电阻近乎无限大,所以适合作为模拟信号的开关(信号的能量不会因为开关的电阻而损失太多),所以我们常会在电路中将MOSFET当做开关使用。因Enhancement增强型MOSFET比Deletion耗尽型MOSFET更常见,本篇笔记将以增强型MOSFET为例介绍如何根据规格书选择合适的MOSFET。

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KiCad 层次原理图的使用方法

在很多项目实践中,一张A3或者A4大小的图纸并不能承载全部的项目电路原理图。如果强行把所有的电路原理图画在一张纸上,查阅起来会非常困难。这种情况下我们往往需要依功能组别划分,将整个项目的电路原理图拆解成几页独立而又互相关联的原理图,如《电源电路》、《控制电路》、《外设电路》、《显示电路》等。在KiCad中,可以使用层次原理图功能实现对电路原理图的拆解。

本篇教程将以锂电池充电电路为例,介绍层次原理图的使用方法,以及全局标签、网络标签、层次标签的使用。

配合食用效果更佳:KiCad层次原理图修改图页编号的方法

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KiCad进阶中文教程(一):添加新元件

虽然KiCad作为开源软件已经给我们提供了大量的元件库,但是电子元器件发展更新日新月异,我们时常还是会遇到在KiCad的元件库中找不到某个元件的情况。此时就需要我们手动添加新元件到本地的元件库中。 继续阅读“KiCad进阶中文教程(一):添加新元件”

KiCad生成PCB .step格式3D机械CAD文件的方法

在实际工作中,电子工程师除了要负责电路的设计和测试、电路板的绘制以外,还需要和机械工程师密切配合,对产品的结构设计提供必要的帮助。机械工程师通常会希望电子工程师提供PCB电路板的机械文件,一般通常是.step格式的3D CAD文件。KiCad本身并不能导出.step文件,但凭借着强大的开源优势,我们可以利用FreeCADr软件读取KiCad的PCB设计,进而导出包含全部元器件的.step文件。

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KiCad使用小窍门:利用SnapEda轻松找到元件symbol, footprint和3D模型

KiCad作为一款开源软件包,是靠广大热心工程师自发主动地维护及更新的。但是这占据了大家的生活时间,所以有时候KiCad的元件库没有Altium Designer这类专业商用PCD设计软件的元件库齐全。有时候往往找不到所需要的元器件,只能选取相似元件自己再做修改,有时甚至要自己从symbol开始画,再根据datasheet给出的PCB layout recommendation来自己做一个footprint出来。虽然KiCad创建和编辑元件非常方便,但是毕竟自己新建一个元件的symbol和footprint还是很耗费时间,而且增加了出错的风险。另外,在其他计算机打开我们的PCB文件时如果没有一并拷贝我们自己建立的symbol文件、footprint文件和wrl文件,就会有很大概率会报错,增加无谓的工作量。

利用SnapEDA常常可以快速找到元件的symbol,footprint和3D模型,免去自己每次都要创建的烦恼。

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