原标题：采用线性稳压器构成的微处理电源电路

以下是一个基于线性稳压器的微处理器电源电路设计说明，采用模块化思路，兼顾稳定性、低噪声和成本，适用于5V/3.3V等常见微处理器系统供电。

一、电路核心架构

微处理器电源需提供稳定电压、低输出噪声和足够电流能力，同时具备过流/过热保护。线性稳压器（LDO）因其输出纹波小、成本低的特点，成为数字电路供电的优选方案。典型电路分为三级：

1. 前置稳压：用开关电源或工频变压器初步降压，提供粗略稳定的输入电压（如12V/9V）。

2. 主稳压：用LDO将输入电压精准转换为微处理器所需电压（如5V/3.3V）。

3. 滤波与保护：通过电容降噪，并添加二极管、保险丝等保护元件。

二、关键元件选型

1. 线性稳压器（LDO）

• 低压差型：如LM1117-3.3（输入≥4.75V，输出3.3V），适合电池供电或输入电压接近输出的场景。

• 标准型：如7805（输入≥7V，输出5V），适用于输入电压较高的场合。

• 低噪声型：如LP2985（输出噪声仅35μVrms），适合对电源噪声敏感的ADC/DAC供电。

2. 输入/输出电容

• 输入电容：10μF~100μF电解电容+0.1μF陶瓷电容，滤除低频/高频纹波。

• 输出电容：10μF电解电容+1μF~10μF陶瓷电容，抑制LDO自激振荡并降低输出阻抗。

3. 保护元件

• 肖特基二极管：如1N5819，并联在LDO输入/输出端，防止电源反接或输出电压倒灌。

• 自恢复保险丝：如PPTC 0.5A，串联在输入回路，过流时自动断开，故障排除后恢复。

• TVS二极管：如SMAJ5.0A，并联在输入端，抑制浪涌电压。

三、典型电路连接

1. 基础LDO电路

• 输入电压经100μF电解电容和0.1μF陶瓷电容滤波后，接入LDO的Vin引脚。

• LDO的Vout引脚输出稳定电压，通过10μF电解电容和1μF陶瓷电容进一步滤波。

• LDO的GND引脚直接连接电源地，确保散热片（如有）与地良好接触。

2. 多电压供电系统

• 第一级LDO（如7805）将输入电压降至5V。

• 第二级LDO（如LP2985-1.8）将5V进一步降至1.8V。

• 若需同时提供3.3V和1.8V，可用两级LDO串联：

• 每级LDO独立配置输入/输出电容，避免级间干扰。

3. 低噪声优化

• 在LDO输出端串联磁珠（如100Ω@100MHz），隔离高频噪声。

• 用多个小容量陶瓷电容（如0.1μF+1μF+10μF）并联替代单个大电容，扩展滤波频段。

四、关键设计要点

1. 压差与功耗

• LDO输入电压需高于输出电压一定值（如7805需≥7V），压差过大会导致LDO发热严重。

• 计算功耗：P耗散=(Vin−Vout)×Iout，若功耗＞1W，需加散热片。

2. 负载瞬态响应

• 微处理器电流突变时（如CPU从休眠唤醒），LDO输出电压可能短暂下降。

• 解决方案：增大输出电容或选用瞬态响应快的LDO（如TPS7A4501）。

3. 地线布局

• LDO的GND引脚、输入/输出电容的负极需单点连接至电源地，避免地线环路引入噪声。

• 数字地与模拟地在LDO下方单点汇合，降低数字信号干扰。

五、扩展功能

1. 电源状态指示

• 在LDO输出端串联LED和限流电阻（如1kΩ），上电时LED亮起，直观显示电源正常。

2. 使能控制

• 选用带EN引脚的LDO（如LM1117-ADJ），通过微处理器GPIO控制LDO开关，实现低功耗模式。

3. 电压监控

• 用电压检测芯片（如TL431）监测LDO输出，当电压跌落至阈值时触发复位信号，防止微处理器跑飞。

六、应用场景

• 5V/3.3V微处理器系统（如STM32、Arduino开发板）。

• 传感器模块供电，需低噪声、高稳定性的场景。

• 电池供电设备中，作为开关电源的后级稳压，进一步降低纹波。

总结：线性稳压器构成的微处理器电源电路以简单、低噪声为核心优势，适合对成本敏感且对电源质量要求高的数字系统。通过合理选型、优化滤波和布局，可构建出稳定可靠的电源方案。若需更高效率或大电流输出，可考虑线性稳压器与开关电源的混合架构（如LDO用于后级滤波）。