针对STM32H725RGV6在不使用SMPS(开关模式电源)而采用内部LDO的电源设计,以下是关键注意事项和建议:
1. 核心电源架构确认
- VDD直接供电:由于VDDLDO在内部与VDD相连,需将VDD引脚统一连接到外部3.3V电源(通过LDO输出)。此时内部LDO会自动调节内核电压(如1.2V)。
- 禁用SMPS:通过硬件或软件配置确保SMPS被禁用。若存在相关引脚(如
VOS),需设置为LDO模式(例如VOS=0或特定电平)。
2. 电源引脚设计要点
- 去耦电容配置:
- 每个VDD引脚:就近放置100nF陶瓷电容(如0603封装),推荐X7R/X5R材质。
- 全局储能电容:在电源入口处添加4.7μF~10μF陶瓷电容,降低瞬时电流导致的电压波动。
- VCAP引脚处理:
- VCAP1/VCAP2:必须连接数据手册指定容值的电容(如2.2μF±20%低ESR陶瓷电容),确保内核电压稳定。
- 布局优先级:VCAP电容尽量靠近芯片引脚,走线短且粗,避免串联电感。
3. 输入电源要求
- LDO输入电压范围:确认外部输入电压(如3.3V)在LDO允许范围内(参考数据手册)。例如:
- 若输入为5V,需额外外部LDO降压至3.3V,避免内部LDO压差过大导致过热。
- 输入电源纹波需≤50mVpp,必要时添加π型滤波(10Ω电阻+1μF电容)。
4. 电流与散热计算
- 峰值电流估算:
- STM32H7在216MHz时内核电流约100mA,加上外设总电流可能达200mA+。
- 计算LDO功耗:
P = (Vin - Vout) * I_max。例如Vin=3.3V(直接供电),Vout=1.2V(内核),则功耗较低;若Vin=5V,需重新评估散热。
- 散热措施:
- 在PCB上增加铺铜散热,或在LDO输入前加外部低压差LDO(如TPS7A系列)。
5. 启动与复位电路
- 复位引脚(NRST):
- 10kΩ上拉电阻 + 100nF电容,确保电源稳定后释放复位信号。
- 避免长走线,防止噪声干扰。
- BOOT配置:
- BOOT0通过10kΩ下拉至GND(默认从Flash启动),BOOT1悬空或同样下拉。
6. 软件配置关键步骤
7. PCB布局建议
- 电源分割:
- 使用独立的电源层或宽走线连接所有VDD引脚,降低阻抗。
- VSS地平面完整,避免敏感信号(如ADC)跨分割。
- 去耦电容布局:
- 每个VDD引脚的100nF电容应位于引脚与地平面最近处,优先使用过孔直接连接。
8. 实测验证项
- 上电波形:用示波器捕获VDD和VCAP电压,确保无过冲或跌落(如VDD需稳定在3.3V±5%)。
- 动态负载测试:
- 运行高负载程序(如FFT计算),观察VCAP电压是否稳定在1.2V±3%。
- 使用红外热像仪监测芯片表面温度,确保LDO不过热(建议<85℃)。
典型原理图修正示例
+3.3V (External LDO)
│
├─[10μF]─┐
│ │
├─[100nF]─VDD1
├─[100nF]─VDD2
└─[100nF]─VDD3
...(所有VDD引脚均同理)
VCAP1──[2.2μF]─GND
VCAP2──[2.2μF]─GND
常见问题排查
- 无法启动:检查VCAP电容是否焊接错误(如容值过小或ESR过高)。
- 随机复位:测量NRST引脚电压,确保无噪声干扰;检查电源跌落是否超过LDO瞬态响应能力。
- 发热严重:重新核算输入电压是否过高,或考虑外置高效率LDO。
通过以上设计,STM32H725RGV6可在内部LDO模式下稳定工作。建议参考ST官方AN4488(STM32H7电源设计指南)和具体型号数据手册的电气参数章节。
针对STM32H725RGV6在不使用SMPS(开关模式电源)而采用内部LDO的电源设计,以下是关键注意事项和建议:
1. 核心电源架构确认
- VDD直接供电:由于VDDLDO在内部与VDD相连,需将VDD引脚统一连接到外部3.3V电源(通过LDO输出)。此时内部LDO会自动调节内核电压(如1.2V)。
- 禁用SMPS:通过硬件或软件配置确保SMPS被禁用。若存在相关引脚(如
VOS),需设置为LDO模式(例如VOS=0或特定电平)。
2. 电源引脚设计要点
- 去耦电容配置:
- 每个VDD引脚:就近放置100nF陶瓷电容(如0603封装),推荐X7R/X5R材质。
- 全局储能电容:在电源入口处添加4.7μF~10μF陶瓷电容,降低瞬时电流导致的电压波动。
- VCAP引脚处理:
- VCAP1/VCAP2:必须连接数据手册指定容值的电容(如2.2μF±20%低ESR陶瓷电容),确保内核电压稳定。
- 布局优先级:VCAP电容尽量靠近芯片引脚,走线短且粗,避免串联电感。
3. 输入电源要求
- LDO输入电压范围:确认外部输入电压(如3.3V)在LDO允许范围内(参考数据手册)。例如:
- 若输入为5V,需额外外部LDO降压至3.3V,避免内部LDO压差过大导致过热。
- 输入电源纹波需≤50mVpp,必要时添加π型滤波(10Ω电阻+1μF电容)。
4. 电流与散热计算
- 峰值电流估算:
- STM32H7在216MHz时内核电流约100mA,加上外设总电流可能达200mA+。
- 计算LDO功耗:
P = (Vin - Vout) * I_max。例如Vin=3.3V(直接供电),Vout=1.2V(内核),则功耗较低;若Vin=5V,需重新评估散热。
- 散热措施:
- 在PCB上增加铺铜散热,或在LDO输入前加外部低压差LDO(如TPS7A系列)。
5. 启动与复位电路
- 复位引脚(NRST):
- 10kΩ上拉电阻 + 100nF电容,确保电源稳定后释放复位信号。
- 避免长走线,防止噪声干扰。
- BOOT配置:
- BOOT0通过10kΩ下拉至GND(默认从Flash启动),BOOT1悬空或同样下拉。
6. 软件配置关键步骤
7. PCB布局建议
- 电源分割:
- 使用独立的电源层或宽走线连接所有VDD引脚,降低阻抗。
- VSS地平面完整,避免敏感信号(如ADC)跨分割。
- 去耦电容布局:
- 每个VDD引脚的100nF电容应位于引脚与地平面最近处,优先使用过孔直接连接。
8. 实测验证项
- 上电波形:用示波器捕获VDD和VCAP电压,确保无过冲或跌落(如VDD需稳定在3.3V±5%)。
- 动态负载测试:
- 运行高负载程序(如FFT计算),观察VCAP电压是否稳定在1.2V±3%。
- 使用红外热像仪监测芯片表面温度,确保LDO不过热(建议<85℃)。
典型原理图修正示例
+3.3V (External LDO)
│
├─[10μF]─┐
│ │
├─[100nF]─VDD1
├─[100nF]─VDD2
└─[100nF]─VDD3
...(所有VDD引脚均同理)
VCAP1──[2.2μF]─GND
VCAP2──[2.2μF]─GND
常见问题排查
- 无法启动:检查VCAP电容是否焊接错误(如容值过小或ESR过高)。
- 随机复位:测量NRST引脚电压,确保无噪声干扰;检查电源跌落是否超过LDO瞬态响应能力。
- 发热严重:重新核算输入电压是否过高,或考虑外置高效率LDO。
通过以上设计,STM32H725RGV6可在内部LDO模式下稳定工作。建议参考ST官方AN4488(STM32H7电源设计指南)和具体型号数据手册的电气参数章节。
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