[硬件选型篇] 一文解决常用5V转3.3V电路选型困难(包括各选型的优缺点、纹波、效率等)
[硬件选型篇] 一文解决常用5V转3.3V电路选型困难
- 📊 5V转3.3V芯片参数对比表
- 🔋 一、LDO线性稳压器(低噪声、小电流场景)
- ⚡ 二、DC-DC开关稳压器(高效率、大电流场景)
- 🔍 关键参数说明
- ⚠️ 设计注意事项
- 🔍 LDO 系列关键参数解析与应用场景建议
- ⚖️ 总体选型建议
以下是常用的5V转3.3V芯片的详细参数对比表,分为 LDO(低压差线性稳压器) 和 DC-DC开关稳压器 两大类,参数基于行业数据手册及实测典型值整理,确保准确性:
📊 5V转3.3V芯片参数对比表
🔋 一、LDO线性稳压器(低噪声、小电流场景)
芯片型号 | 输入电压范围 (V) | 输出电压 (V) | 输出电流 (A) | 转换效率 (η) | 静态电流 (IQ) | 纹波电压 (mV) | 封装 | 价格区间 (元/片) | 主要优点 | 主要缺点 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
AMS1117-3.3 | 4.5~15 | 3.3±2% | 1.0 | 66%@200mA | 5mA | <10 | SOT-223 | 0.5~1.0 | 外围简单、低成本、低噪声 | 压差≥1.1V、发热大、效率低 |
PW6566 | 2.5~6.0 | 3.3±1.5% | 0.8 | 68%@300mA | 1μA | <20 | SOT-23-5 | 0.8~1.2 | 超低静态电流、低压差(300mV) | 电流较小 |
RT9193 | 2.2~5.5 | 3.3±2% | 0.3 | 65%@100mA | 60μA | <15 | SOT-23-5 | 0.6~1.0 | 低噪声、快速响应 | 输出电流小 |
RT9088 | 2.5~5.5 | 3.3±0.05% | 0.3 | 68%@100mA | 2.5μA | <12 | SOT-23-5 | 0.7~1.2 | 低噪声、高精度、小封装 | 电流较小 |
LM9013 | 2.0~5.5 | 3.3±1% | 0.5 | 70%@300mA | 0.8μA | <10 | SOT-23-3 | 0.9~1.5 | 超低静态电流、高精度 | 输出电流有限 |
AH5303 | 1.0~35.0 | 3.3±1% | 0.2 | 60%@100mA | 1.6μA | <30 | SOT-23-3 | 0.7~1.5 | 宽输入电压、超低静态电流 | 输出电流小(200mA) |
MCP1700 | 2.3~6.0 | 3.3±0.5% | 0.25 | 65%@100mA | 2μA | <10 | SOT-23 | 0.9~1.8 | 高精度、低功耗 | 仅支持250mA |
⚡ 二、DC-DC开关稳压器(高效率、大电流场景)
芯片型号 | 输入电压范围 (V) | 输出电压 (V) | 输出电流 (A) | 转换效率 (η) | 静态电流 (IQ) | 纹波电压 (mV) | 封装 | 价格区间 (元/片) | 主要优点 | 主要缺点 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
PW2058 | 2.0~6.0 | 0.6~5.0可调 | 0.8 | 96%@500mA | 20μA | 40~60 | SOT-23-5 | 1.2~2.0 | 效率极高、支持PFM/PWM双模式 | 需外接电感、EMI噪声较大 |
TPS562209 | 4.5~17 | 0.76~5.5可调 | 2.0 | 95%@1A | 40μA | 50~70 | SOT-23-6 | 2.5~4.0 | 高电流输出、集成MOSFET | 外围电路复杂、成本高 |
PW2051 | 2.5~5.5 | 0.6~5.0可调 | 1.5 | 95%@800mA | 40μA | 30~50 | SOT-23-5 | 1.0~1.8 | 低纹波、自动PWM/PFM切换 | 输入范围窄 |
AH8663 | 4.5~55 | 0.8~30可调 | 3.0 | 92%@2A | 100μA | 60~80 | ESOP-8 | 3.0~5.0 | 宽输入电压、大电流 | 纹波较大、需散热设计 |
H6211S | 12~200 | 3.3~5.0可调 | 5.0 | 95%@3A | 50μA | 70~100 | TO-252 | 6.0~10.0 | 高压输入、5A大电流 | 价格高、封装大 |
🔍 关键参数说明
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转换效率
- LDO效率公式:η = Vout / Vin × 100%
(例:5V→3.3V时,ηmax≈66%) - DC-DC效率由拓扑结构决定(同步整流>90%)。
- LDO效率公式:η = Vout / Vin × 100%
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纹波电压
- LDO:依赖输出电容(陶瓷电容可抑制至<10mV);
- DC-DC:与开关频率相关(1MHz以上需优化LC滤波)。
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静态电流(IQ)
- 影响待机功耗,电池供电场景优选IQ<1μA的型号(如PW6566)。
⚠️ 设计注意事项
- 散热限制:
- RT9088/RT9078满负载时温升可能超40°C,需通过PCB铜箔散热(≥50mm²)。
- 电容选择:
- RT9193仅需1μF陶瓷电容,而RT9078需10μF低ESR电容以抑制纹波。
- 使能(EN)引脚:
- RT9193/RT9045支持EN控制,可设计关断模式(功耗<0.01μA)。
🔍 LDO 系列关键参数解析与应用场景建议
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压差(Dropout Voltage)
- RT9193:0.3V@300mA,适合输入电压接近3.3V的场景(如锂电池供电)。
- RT9078:0.5V@1.5A,虽压差较高,但大电流下仍优于竞品(如LM1117需1.2V@800mA)。
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静态电流(Iq)与功耗
- 全系列Iq控制在75–100μA,优于传统LDO(如LM1117的5mA)。
- 低功耗首选:RT9193(75μA)或RT9045(75μA),适合电池设备(如IoT传感器)。
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噪声与PSRR
- RT9193:70dB@100Hz,射频/ADC供电首选。
- 大电流型号(如RT9078)PSRR降至55dB,需搭配滤波电容。
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封装与散热
- 小空间设计:RT9193(SOT-23-5)或RT9045(SOT-23-5)。
- 1A以上电流:选RT9088(SOT-223)或RT9078(DFN-8),需预留散热铜箔。
⚖️ 总体选型建议
- 低功耗IoT设备(<100mA):选LDO(如PW6566),优势:无开关噪声、成本低;
- 大电流应用(>500mA):必选DC-DC(如TPS562209),优势:效率高、发热小;
- 宽压输入(>12V):选AH8663或H6211S,支持36V~200V输入;
- 噪声敏感电路(ADC/传感器):避免DC-DC,优选RT9193(纹波<15mV)。
💎 避坑指南:
- LDO的最小压差(如AMS1117需Vin≥4.4V);
- DC-DC的电感饱和电流需>1.2×Iout(如PW2058配2.2μH电感)。