解决LDO稳压器振荡问题的方法

LDO稳压出现振荡

最近设计了一块小的电路板,主要功能就是USB转TTL再转蓝牙。其中用到了LDO稳压3.3V的芯片。在焊接好之后上电测试电压过程中发现电压不稳定,并出现了 3.2V-4.0V 的一个循环振荡,于是在网上开始寻找是否也有人碰到过相关问题,基本上分为两类:

①地线问题。可能LDO的地脚和输入端口地线不一样(可能接到了模拟地和数字地),导致不同地相对电平不一样。
*但是,这么简单的板子不可能地上面有问题,经过原理图PCB查验,以及实际测试中都是没有问题的,所以害得找其他思路。
②电容问题。电容问题,就涉及到了很多LDO内部的知识点了,总的说就是输出电容选取不合适,导致输出谐振,及产生了振荡。但在设计电路过程中,使用的电容都是 钽电容+小电容 的滤波方式,和LDO手册建议使用的是一样的。但是为了排除电容的问题,也把输入输出的钽电容都拆了,但结果仍是 3.2V-4.0V 的振荡。
而且在查资料的过程中,发现有人说,公司里面工程师一般在设计LDO电路时,相关电容的选取一般都是 > 1uf,而我选用的都是0.1uf , 所以又把输入输出的0.1uf电容,都拆除了,其中包括LDO最后供电的蓝牙芯片电源脚处的0.1uf电容。再测量电压,依旧振荡,没有改善,所以电容谐振 也就只能放弃了。
③过了几天又重新画了个板子,物料也是新买的。重新焊接后,发现振荡消失了,电压很稳定,模块也能正常使用了。

这让我更加疑惑之前的电路板到底是什么问题?

1、首先怀疑上一批物料,LDO可能质量不行,然后换成新一批的LDO,然而依旧振荡,那就排除了LDO质量不行的问题。
2、为了排除不同原因,直接将LDO的输入,使用飞线连接,避免因为输入线路布局不佳而导致振荡,但是仍然没有用。

3、有了2中的操作自然想到LDO输出PCB线路有没有问题呢?因为我的LDO是在背面,供电需要绕路并打孔到上层,为了排除,也将原有PCB上PCB铜箔导线划断,然后通过导线直接连接到蓝牙的供电端,结果依旧显示振荡,说明不是布线布局的问题。(后来也将地线一并连接到供电端,依旧振荡)

4、后来将供电LDO和蓝牙直接全部断开,上电测试,发现LDO的输出是稳定的,3.3左右。那自然而然需要考虑是不是蓝牙坏了?(因为由于供电问题,蓝牙还没有正常工作过)。然后将第二版模块的LDO输出通过飞线连接到第一版有问题的蓝牙上面,看看第一版疑似坏了的蓝牙是不是也会影响第二版的LDO稳压,而出现振荡。让人意外的是,飞线飞过来之后,并没有出现振荡,依旧是3.3V,而且蓝牙也能正常工作了。那说明这个蓝牙并没有坏。

(两版LDO是同一批物料),那振荡怎么产生的呢?

只要是这个板子上的LDO再连接这个蓝牙就会出现振荡,事出反常必有妖。所以还是需要继续找内在的问题。
接下来还是再仔细研究一下LDO输出电容的选择,虽然第二版没有电容,也输出正常,但是还是研究一下ESR特性的问题。解决后再来填坑。

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