 在不同的电路板上都存在着同样的一种芯片——线性稳压器，也就是LDO。它的作用非常简单，但是又很重要，就是把外界的输入电压转换成内部其他芯片需要的电压。  这个世界上的线性稳压器有成千上万种，即便是最有名的线性稳压器之一，也就是大家熟知的1117都有很多种。它们来自不同的厂家，有着不同的价格。 比如，最常见的AMS1117来自于AMS这家公司；德州仪器也就是TI生产的TLV1117；安森美生产的NCP1117……当然，国内也有很多厂家，例如微盟的ME1117、长电的CJT1117等。 那么，这些1117芯片之间有什么区别呢？应该选贵的，还是选便宜的？ 1、测试前准备 今天，我们就来评测一下五款1117芯片。通过评测这些1117芯片，让大家对以下问题有更深入的认知，以及如何正确的使用线性稳压器。  线性稳压器的数据手册中，有哪些关键的参数，如何测试一颗线性稳压器。 首先要声明一下，这五颗1117芯片后面的四颗都是我从正规渠道购买的正规芯片。 只有AMS1117是我在淘宝上两毛钱买的。我不太相信这是AMS公司生产的，大概率应该是个仿造的山寨品，之所以还是把它放进来做评测，是因为它很便宜。而且大部分人能买到的也就是这种山寨的AMS1117。 要使用1117，首先要明确的是电路图，你可能会觉得，1117的电路图有什么好明确的，不就是输入输出加个电容就可以了吗？ 那么让我们来看一下数据手册确实提供的参考电路，也就是输入输出各加一个电容。但是在另外一个隐秘的角落里，有这么一段话，翻译成中文之后就是：输出电容要使用一颗钽电容，言外之意就是说他不能用这种陶瓷电容。至于为什么一定要钽电容，一会儿会细讲，我就按照数据手册的要求，找到了一个合适的钽电容。 另外我也抽空画了一个测试的PCB，反正现在PCB打样也不要钱，在1117的输入输出各焊接一个电容之后，我们就可以开始测试了。 2、第一轮测试 对于一个电压转换芯片来说，输出一个准确的电压是最起码的要求了。输出电压的测试标准数据手册上也有标注，一般就是标称电压的正负1.5%，3.3V的话也就是3.25V到3.3V之间。对于准确度的测量就很简单，找一个电压表测量一下就可以了。 需要注意的是，我一般会分别测量空载和满载的输出，也就是输出电流为零时的输出电压值以及输出电流为八百毫安时的输出电压值。 好，第一轮测试结束，我们来看一下结果。根据我们之前的标准，这一轮测试所有的1117都通过了。  3、第二轮测试 那么第二个，我们要测试的是输出的平稳度，也就是纹波对于任何电源输出肯定是越平稳越好。但是现实世界中因为各种因素，没有这样理想的电源输出，肯定有一些这样的浮动的，我们需要测量出这个浮动的上下压差。纹波的测量需要用到示波器，这样才能看到实际的输出波形。 测试纹波的方法网上有很多有两个关键的要点。第一个是需要把示波器的带宽设置为二十兆赫兹；第二个也就是最重要的是不能简单的直接连接。直接连接的话，示波器的地线会受到大量的电磁波的干扰，而导致测量结果偏大。 正确的方法应该是用一个小环套在上面接地，同时探头点在输出电容上面，这样才是最规范的测试手法。  我们来看一下测试结果，可以看到五颗1117芯片基本上没啥差别。一般来说LDO的纹波在二十毫伏以内基本上就可以满足正常使用了。 所以，这一轮所有的1117也都通过了测试。  在现实中，线性稳压器后面接的负载是动态变化的。就像我们家里的用电量，会随着各种电器的开关实时发生改变，而用电量的波动又会影响到电网的电压稳定性，同样，负载变化的话也会带来输出电压的波动。为了再现这种电压的波动，我们需要用到一个特殊的仪器，就是动态负载机。它会把自己模拟成一个周期性的负载，也就是产生一个周期的电流。 此时，我们再去用示波器观察输出电压的时候，可以明显的看到输出电压的波动了。 我们来看一下测试结果，这一轮测试差距就明显拉开了。表现最好的是来自于TI的，也就是三块钱的TLV1117电压浮动有九十四毫伏。排名第二的是安森美的有一百三十四毫伏，第三的是长电的一百七十二毫伏。第四的是微盟的两百一十六毫伏，最差的就是山寨的AMS1117有三百四十四毫伏。  4、为什么用钽电容？ 这个时候我们再来看看为什么数据手册中会有要求输出电容，用钽电容，而不是陶瓷电容。我们换上一个相同容值的陶瓷电容可以看到，即便是TI的TLV1117，它的输出波动也有两百多毫伏了。而山寨的ANS1117更是达到了五百毫伏电压最低点，连2.8V都不到，这很有可能会导致电路的不稳定。 为什么换了相同容值的电容之后，就会有这么大的差别呢？因为线性稳压器的内部可以看成是一个小人儿、一个电压表、一个可调电阻，小人观察电压表的输出来决定可调电阻的值，从而保证输出的恒定，这是一个闭环的系统，而输出电容也是这个闭环系统中非常重要的一环。  电容也不仅仅只有容值这一个参数，还有另外一个非常重要的参数，就是寄生电阻。钽电容的寄生电阻大陶瓷电容的寄生电阻小，看上去明显是陶瓷电容的性能要更好。 但是1117恰好是需要利用到钽电容的寄生电阻才能稳定工作。至于原因，我就不细说了。这是一个非常复杂的问题，有兴趣的话可以去查阅一下环路稳定性相关的话题。事实上，这也是电源芯片最有技术含量的地方了。 5、电流和发热 最后我们来说一说1117芯片的电流和发热，几乎所有的1117都会标注，可以输出1A电流。但事实上，5V转3.3伏电流八百毫安的时候，1117就真的可以烧水跟烤肉末了，这是为什么呢？在数据手册中有这么一个参数，单位是摄氏度每瓦，它指的是每一瓦的功耗，能在芯片内部和空气产生的温度差。当然这个数值并不是很精确的，跟封装，外部空气的流动速率，PCB布局等等都有关系。 只能说大致估计在八十到一百六左右，芯片内部的温度大致就可以利用这个公式算出来了。代入5V转3.3V八百毫安电流的话，可以推算出芯片的温度至少在一百三十摄氏度左右，确实可以烤肉了，所以尽量不要让1117去承受超过一瓦的功率。如果一定要的话，可以考虑加入散热片或者干脆换方案使用DCDC。 6、结论 我们主要从输出的电压值、纹波，动态响应度三个维度做了评测。测试结果也可以很明确的看出，确实是一分价钱一分货，三块钱的TLV1117性能最好，五毛钱的CJT1117，性价比最高。至于两毛钱的山寨AMS1117，我就非常不建议购买了。 另外1117尽量要使用钽电容做输出电容，不建议使用陶瓷的电容。同时也要时刻注意发热的问题，并不能仅仅只看输出电流，而是要使用消耗的功率来计算发热量。这几个评测的维度不仅仅对于幺幺幺七使用，其实对于其他的线性稳压器也完全适用。 事实上，1117已经是一个很古老的线性稳压器了。现在新出的很多线性稳压器的各项指标都要优于1117，还加入了短路过流过压保护等功能。 |
