功耗！這是很容易被忽略的卻格外重要的東西。這個問題反映在主電源上，就是要考慮電源的待載能力。很多時候我們想當然的假設電源的待載能力足夠，從而忽略對于功耗的考量。

電源的待載能力可以分為兩部分：瞬時待載能力和持續待載能力。

瞬時待載能力是指電源在某一瞬間所能提供的最大供電電流。持續待載能力是指電源在持續的一段時間内，或者長時間可提供的最大供電電流。我們知道有很多瞬發電路，平時不工作的時候功耗極低，工作的某一時刻就會讓負載瞬間抖動極大。這時候就要考驗電源的瞬間待載能力是否過關了。

針對這種瞬時待載能力不能達标的電源，如果這個“瞬時”持續時間短的話，我們可以大緻的計算一個能量範圍，選取一顆大的電容就可以解決這個問題了。一般的經驗值，預留在12V電源上一顆220UF的電解電容幾乎可以解決絕大部分的瞬時待載能力不足的問題。

而持續待在能力就是考驗電源的指标了，我們選擇電源也要根據它的能力去選擇。首先要根據單模塊的功耗來選擇分級電源；分别計算清楚每一塊功能區域的功耗，按照效率折算到總輸入端的電源上，從而來選取總電源的型号。而在走線上，也要注意電源出線盡量按照功耗計算寬度，并留有餘量。同時，盡量在源端出線，走樹形結構，而不是菊花鍊結構，這樣能盡量避免不必要的并聯網絡帶來的幹擾。

1.常用的直流電源粗略來分有兩大類：線性電源和開關電源。

這種分類的标準在于，電源内部的主MOS管是工作在線性區還是飽和區/截至區：如果MOS管工作在線性區，則為線性電源；如果MOS管在飽和區和截至區不斷切換，則稱其為開關電源。線性電源的典型代表為LDO（low dropout regulator);開關電源典型代表為DC/DC。

LDO是低壓差線性穩壓器，顧名思義，他要求輸出電壓比輸入電壓值稍低。通常用的LDO都是輸入比輸出大不過1V的情況，也有個别的可以到2V以上。而LDO輸出電壓隻能低于輸入電壓，而不能比輸入高。

下圖是某LDO的内部示意圖。

主MOS管連接輸入和輸出端，通過反饋電路的動态調節，讓輸出電壓跟随參考電壓。這種結構也決定了LDO的特點：輸出穩，發熱高。

因為MOS管工作在放大區，不存在切換狀态開關的情況，因此輸出電壓不會存在波動，紋波極小。輸入和輸出的差值所産生的能量，全部轉換成MOS管的熱能散出去了。可想而知，壓差越大，負載越重，發熱越高。所以，即便很多LDO支持高壓差輸出，也不建議在高于1V的場景使用，會導緻局部過熱，影響電源壽命。

DC/DC字面意思就是直流轉直流轉換器。主要細分三種：降壓型buck、升壓型boost、極性反轉型buck-boost。

DCDC分類較多，這裡就不贅述它的原理，隻分析特點。DC/DC可以有升降壓兩種形态，當輸出電壓大于輸入電壓時，隻能用DCDC；當壓差較大時，也隻能用DCDC。另外，由于内部MOS管不斷在飽和區和截至區來回切換，以緻于DCDC的電源噪聲很大，紋波大，使用的時候要注意選取輸出電容。

2. 那麼如何選擇合适系統的電源呢？要根據系統和電源的特點來選取。

首先選擇電源種類。LDO因為其特點，适用于輸入輸出相差不大的、負載不太重的（經驗輸出電流500MA以下）、降壓電路上。前兩個限定詞是在限制電源發熱，後一個是電源本身根本做不到。如果滿足了這三個特點，首選LDO，因為它的輸出性能優秀，紋波小，噪聲低。對于那種輸入輸出相差較大的、負載重的、升壓系統中，隻要占了其一，就隻能選用DCDC。而使用DCDC的時候，輸出端會常并一個104電容，稍微濾一下紋波。但由于本身特點決定，紋波性能如何優化也不會比LDO好，開關頻率越高的産品，紋波幹擾越大。

選定類型了，就要根據負載能吃多少電流來決定電源的規格。計算的時候一定要留有餘量。如果是主供電源，一定要算好每一條支路的功耗總和，再折算到輸入端計算功耗，需要注意的是，一定要把效率算上。電源在不同的應用環境中的效率不太一樣，多數的DC/DC可以達到75%以上，有的做的更加優秀的平均效率可以到80%甚至85%以上。所以這時候一定要看好規格書裡的參數，最好是要看各種情況下的效率曲線，比幹巴巴的數字要直觀得多。

3.電源的擺放和走線的注意事項

所有的電源，如果可以的話，盡量不要菊花鍊接法，盡量要從源端拉出來供電，就像上圖第一條路徑上的，經過12V和中間級DCDC兩級電源才到負載。這樣做法的效率會很低。當然，這個是說的盡量，有的電路可能是隻能通過兩級轉換才能用的就另當别論了。在PCB布線上也是如此，同一個電源接多個負載的時候，盡量從輸入端拉線，而不要從中間拉線。輸入電容和輸出電容對于DCDC和LDO也都是必須的，具體選型要根據廠家的規格書來看，并且盡量跟廠家溝通，因為他們才是最了解自己産品的，不要怕麻煩而不去溝通。而經驗來看，在電源輸入端擺放一顆104電容是有必要的，越近越好。

4.PCB布局

PCB布局大概分兩種，一種是原有磨具，我們需要套殼的；另外一種是硬件先行，根據主闆出堆疊重新開模的。第二種相對來講自由度比較高，但也是萬變不離其宗，有了正确的思路，擺件就是自由的。

對于套殼項目來講，連接器位置固定，那麼隻能是根據連接器位置調整各核心器件位置。連接器擺好後，擺件順序跟下同。

對于重新開模的項目：

1）.首先要确定核心器件的擺放位置

2）.要擺好核心功能、易幹擾器件位置

兩點一起寫是因為要根據具體情況決定先後順序。

如果闆子相對小，面積有限。就要優先放核心器件。先把套片放進去，這裡的套片主要指的CPU、MCP、PMIC和TRANSCEIVER，有的簡單方案可能會不同器件集成在一起，根據實際情況調整。套片先放進去，再根據走線順暢度來擺放相對位置和方向。核心器件擺好以後，再根據核心器件位置，擺放易幹擾器件位置。

如果闆子空間相對大一些，那麼首先就要确認核心器件、易幹擾器件的位置。這裡的核心功能、易幹擾器件，在通訊設備上主要指天線：2/3/4G射頻天線、2.4G/5G WIFI天線等各樣的天線。

我們知道所有的射頻信号都嬌氣得很，而天線尤為敏感，摸不得碰不得，不能繞線不能打孔。而通訊類設備，射頻性能的好壞是一個硬性指标。你做了個手機，總不能打不了電話吧？你做了個路由器，總不能傳不了數據吧？因此，這種又核心又易受幹擾的器件和它的走線，一定要仔細再仔細。

拿到闆子，首先把天線淨空區留足夠，挑選最好的位置擺放天線。兩根天線的，主副天線盡量相隔遠一些。然後再根據天線位置擺放套片。做到最短路徑、遠離高幹擾器件（主要指開關電源）。

3）.确定電源位置

如果電源是集成在一起就是PMIC，如果分開的就是由LDO和DCDC分離擺放的。

PMIC擺放根據平台資料擺，主要就是遠離天線和易受幹擾的信号。

LDO擺放非常随意，因為它的紋波和輻射極小，不會造成幹擾，所以采取就近原則，給誰供電擺誰旁邊就好。

DCDC是個非常禍害人的家夥。性能強适用範圍廣決定它會被大量使用。但是它的污染是非常嚴重的，開關頻率越高污染越強。所以DCDC一定要遠離弱信号、易幹擾信号擺放。并且一定要罩屏蔽罩！一定要罩屏蔽罩！一定要罩屏蔽罩！如果天線旁邊擺了一個裸着的DCDC，那這個闆子算是廢了。。。

4）.确定各連接器接口位置

各接口根據最短路徑來确定，走線怎麼順怎麼擺。

5）.其他器件位置

最後剩下一些周邊器件，或者功能器件，就看出線怎麼順怎麼擺就好了，問題不大。

硬件系統的供電是硬件設計之初就應該重點考慮的問題。一個好的供電系統并不能在硬件中給人突出的驚豔感。但一個不合理的供電系統卻會給整個硬件帶來各種各樣奇怪的問題，讓你思路混亂，甚至不知道到底是哪裡出現了問題。它就像空氣，正常的時候，你從來察覺不到它的存在；一旦它不正常了，所有的設計都要推倒重來，導緻整個硬件設計失敗。

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