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多个LDO使用问题,麻烦大家分析一下

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楼主
本帖最后由 cuikaixin 于 2024-3-21 14:28 编辑

  • 问题1:板子分为模拟部分、数字部分,其中模拟部分功耗很小,多数功耗集中在数字部分,数字部分主要消耗为0.91寸OLED、WIFI模块,在初次使用过程中,数字、模拟部分均采用LDO单独供电,但发现WIFI信号比较微弱且板子发烫严重随后改为WIFI单独供电,但是这次WIFI模块 AP模式下手机搜索不到信号(刚焊接上能搜到并使用1h左右,后期不可以了)
  • 问题2:在后期使用直流稳压发生器单独为WIFI模块供电,可以搜索到信号(3.3V 0.1A),但是使用发生器为整个板子供电时始终无信号(5V 0.12A),我能明白可能是功率不足的原因,但是用USB线供电时0.12A应该完全可以满足,还请大家赐教。
  • 以下是初期、后期设计的电源图、PCB图,目前应该都无法检索到信号,WIFI模块更换过。
  • 更新一下:刚才使用STM32F103C8T6与ESP-01S通讯,其中ESP、STM32共用一个LDO,通讯成功而且AP模式正常,估计是我的PCB设计完蛋了,但是我已经设置了净空区,还请各位康康,感激不尽!!
  • 更新示波器波形:电压与纹波应该都没什么问题,如果电压不稳或者太低的话,WIFI自带的LED会闪烁报警。


后期设计.jpeg (119.12 KB )

后期设计

后期设计

初始设计.jpeg (131.31 KB )

初始设计

初始设计

9K_IWL@`5CRQHYD3X2_`MS9.png (197.26 KB )

PCB反面

PCB反面

XPN)}BI)9]1{4P]AW8Y]4P2.png (528.8 KB )

PCB正面

PCB正面

HV)FZ{Y`QT5L`OWKBZ(0T5E_tmb.jpg (270.67 KB )

纹波

纹波

6G[MH8IR{3VMP6P318A59}I_tmb.jpg (277.32 KB )

6G[MH8IR{3VMP6P318A59}I_tmb.jpg

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xch 2024-3-25 09:30 回复TA
@cuikaixin :应当使用直流耦合,下降沿触发,单次或者正常触发模式,触发电平调整到WIFI模块手册写的最低工作电压。 
cuikaixin 2024-3-21 14:25 回复TA
@xch :电压波形我放到帖子了 
xch 2024-3-21 13:09 回复TA
@cuikaixin :你用示波器看看电源电压波形吧。 
cuikaixin 2024-3-21 10:17 回复TA
@xch :您好,我看数据手册也是300~500mA,但是日常看大家使用的时候经常一根USB供所有部分,USB MIcro平常输出应该在600mA左右吧,难道需要利用锂电池吗 
xch 2024-3-21 09:22 回复TA
WIFI 模块得用射频LDO,工作电流至少500mA的。 蓝牙都得用到300mA了。 

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沙发
jjjyufan| | 2024-3-21 07:49 | 只看该作者
1评估下各个模块需要的电流多少,LDO 输出多少?余量至少留40%
2 猜想你WIFI 模块在PCB放置的位置不对,天线对应的位置 净空 把PCB图贴来看看

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板凳
储小勇_526| | 2024-3-21 08:26 | 只看该作者
LDO小压差小功率可以选用,功率大点的最好用开关电源

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地板
坑中坑| | 2024-3-21 08:49 | 只看该作者
wifi模块启动电流比较大,用DC-DC?

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yueguang3048| | 2024-3-21 09:32 | 只看该作者
本帖最后由 yueguang3048 于 2024-3-21 09:34 编辑


问题1
“发现WIFI信号比较微弱且板子发烫严重随后改为WIFI单独供电”,模块此时应该是功率最大了,1117-LDO上的耗散功率=(5-3.3)*0.35=0.595W  你的这个1117芯片应该很热乎。
解决方法:改成DCDC降压用(官方有专门的电路可参考);改用锂电池供电+二极管+LDO;

问题2:
1.跟wifi模块没任何关系;
2.C56、C57、C44要靠近wifi模块的供电脚放置;
3.把C56、C57、C44都改成22uF
4.在wifi模块的供电脚放置一个470uF的电解试试;


最好贴一下电路板的正反面图片



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6
cuikaixin|  楼主 | 2024-3-21 10:14 | 只看该作者
jjjyufan 发表于 2024-3-21 07:49
1评估下各个模块需要的电流多少,LDO 输出多少?余量至少留40%
2 猜想你WIFI 模块在PCB放置的位置不对,天 ...

您好,PCB图我放上去了,SPX1117我看最大输出支持800mA,用稳压恒流源供电时WIFI小号100mA左右,我想理论上是满足的,我在使用ESP系列时经常用单片机的电源给ESP-01S供电也是可行的。

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7
cuikaixin|  楼主 | 2024-3-21 10:19 | 只看该作者
yueguang3048 发表于 2024-3-21 09:32
问题1:
“发现WIFI信号比较微弱且板子发烫严重随后改为WIFI单独供电”,模块此时应该是功率最大了,1117- ...

感谢您,PCB我已经贴上去了,我参照您二的解答试一下,但是还是请问您一下**常ESP-01S经常接STM32的3.3V引脚也没什么问题,所以DC-C真的有必要吗?

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8
储小勇_526| | 2024-3-21 13:35 | 只看该作者
cuikaixin 发表于 2024-3-21 10:14
您好,PCB图我放上去了,SPX1117我看最大输出支持800mA,用稳压恒流源供电时WIFI小号100mA左右,我想理论 ...

不能光看LDO能提供多大电流,你要看设计,你的压差和负载电流,然后计算本身LDO的功耗,功耗等于压差*负载电流,功耗大就会很烫,这是LDO的一个弊端,不然为啥叫低压差呢,你品品。

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9
cuikaixin|  楼主 | 2024-3-21 14:34 | 只看该作者
储小勇_526 发表于 2024-3-21 13:35
不能光看LDO能提供多大电流,你要看设计,你的压差和负载电流,然后计算本身LDO的功耗,功耗等于压差*负 ...

感谢回答,您说的这个我明白,我也用过DC-DC,发热在单独使用LDO后减轻不少,主要是有一点我不能明白,USB供电的时候应该只有0.11A输出,既然WIFI需要高功率,为什么USB电流输出这么小呢,MICRO USB2.0我记得最大能有0.6A输出

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10
yueguang3048| | 2024-3-21 15:09 | 只看该作者
cuikaixin 发表于 2024-3-21 10:19
感谢您,PCB我已经贴上去了,我参照您二的解答试一下,但是还是请问您一下**常ESP-01S经常接STM32的3.3V ...


1.ESP-01功耗比这个小一半呢?
2.记得USB2.0的最大电流是0.5A(正常枚举后),通常都是0.1A的样子(没有枚举成功的)
3.为何模块下方要净空???强迫症
4.那3个电容离得模块有些远了;
5.从wifi模块GND脚(第9pin)上飞一根线直接连在“5V稳压源的负极”;

看这电路板,猜测你是个学生吧?

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11
cuikaixin|  楼主 | 2024-3-21 15:34 | 只看该作者
yueguang3048 发表于 2024-3-21 15:09
1.ESP-01功耗比这个小一半呢?
2.记得USB2.0的最大电流是0.5A(正常枚举后),通常都是0.1A的样子(没有 ...

谢谢您,的确是学生技术不精,(2)第一次在您这里听到枚举概念真是学到了,(3)看着参考手册索性一块净空了(5)还是不行 。最后的确是学生都已经读研了,在做一些测量方向,大多数失败都是因为电源问题,我下次多用DC-DC Buck试试

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12
瞎折腾| | 2024-3-21 15:42 | 只看该作者
看来没考虑瞬间功耗 啊!瞬间可能电压会很低!

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13
cuikaixin|  楼主 | 2024-3-21 15:45 | 只看该作者
瞎折腾 发表于 2024-3-21 15:42
看来没考虑瞬间功耗 啊!瞬间可能电压会很低!

这个还真没有,打死我也没想到整个板子电源出问题了,第一版WIFI用了很久没出过问题

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14
cuikaixin|  楼主 | 2024-3-21 15:46 | 只看该作者
瞎折腾 发表于 2024-3-21 15:42
看来没考虑瞬间功耗 啊!瞬间可能电压会很低!

索性WIFI也只是个附加功能,主要的测量功能是正常的,OLED也能显示也算可以

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15
yueguang3048| | 2024-3-21 15:52 | 只看该作者
cuikaixin 发表于 2024-3-21 15:45
这个还真没有,打死我也没想到整个板子电源出问题了,第一版WIFI用了很久没出过问题 ...

找到问题了就好  

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16
cuikaixin|  楼主 | 2024-3-21 16:00 | 只看该作者
本帖最后由 cuikaixin 于 2024-3-21 16:02 编辑

瞬时功耗倒是知道,但是没怎么了解过,日常画板子很少接触电源,哪怕是FPGA也是一根USB解决所有,万万没想到现在问题有点麻烦,硬件果然费劲,多学多做,只可惜在我以为第一版运行这么久都没问题时第一版也嘎了,最后感谢您的积极回复我能学到很多知识

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17
chenyong123| | 2024-3-21 17:08 | 只看该作者
你这模块接地就有严重的问题,一颗过孔就搞定?直接飞粗线到电源地或者C44的地,C44再并几个10UF电容,试下有没有好转。
电源滤波电容布局时要考虑最小回路,然后电源过孔尽量多打些,过孔又小又少影响瞬时供电能力。

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18
cuikaixin|  楼主 | 2024-3-21 17:23 | 只看该作者
chenyong123 发表于 2024-3-21 17:08
你这模块接地就有严重的问题,一颗过孔就搞定?直接飞粗线到电源地或者C44的地,C44再并几个10UF电 ...

好的,多谢!!

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19
瞎折腾| | 2024-3-21 17:32 | 只看该作者
加上个大电容就可以了,解决一下瞬间的功耗就可以了

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20
chenyong123| | 2024-3-22 10:11 | 只看该作者

你的纹波看起来没问题,是因为你捕捉的是WIFI 模块启动失效后的电源纹波,基本上问题就是你的电源瞬时供电能力弱,WIFI模块启动消耗大电流导致WIFI 供电电源欠压,wifi启动失效。你把WIFI 供电电源增加一些大电容后,另外板子上电后,等待1S左右,再软件RESET wifi模块,启动它,基本上就行了,不要在电源不稳的情况下启动它。我以前做超低功耗产品,一个220uf电容的电都能让无线模块发送几包数据的。

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