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資訊技術
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詳解電源芯片選擇DC/DC還是LDO

詳解DCDC和LDO的區別:

LDO:LOWDROPOUTVOLTAGELDO(是lowdropoutvoltageregulator的縮寫,整流器)
低壓差線性穩壓器,故名思意,為線性的穩壓器,僅能使用在降壓應用中。也就是輸出電壓必需小于輸入電壓。
優點:穩定性好,負載響應快。輸出紋波小。

缺點:效率低,輸入輸出的電壓差不能太大。負載不能太大,目前最大的LDO為5A(但要保證5A的輸出還有很多的限制條件)


DC/DC:直流電壓轉直流電壓。嚴格來講,LDO也是DC/DC的一種,但目前DC/DC多指開關電源。
具有很多種拓樸結構,如BUCK,BOOST,等。
優點:效率高,輸入電壓范圍較寬。
缺點:負載響應比LDO差,輸出紋波比LDO大。


所以這個主要取決于你的應用場合。如果是在壓降比較大的情況下,選擇DC/DC,肯定會效率高,因為LDO會因為壓降大而自身損耗很大部分效率;如果壓降比較小,那就選擇LDO,噪聲低,電源干凈,而且外圍電路簡單,成本低。


LDO為低壓差線性穩壓器,是相對于傳統的線性穩壓器來說的。傳統的線性穩壓器,如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出2v~3V以上,否則就不能正常工作。但是在一些情況下,這樣的條件顯然是太苛刻了,如5v轉3.3v,輸入與輸出的壓差只有1.7v,顯然是不滿足條件的。針對這種情況,才有了LDO類的電源轉換芯片。
LDO線性降壓芯片:原理相當于一個電阻分壓來實現降壓,能量損耗大,降下的電壓轉化成了熱量,降壓的壓差和負載電流越大,芯片發熱越明顯。這類芯片的封裝比較大,便于散熱。

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                      低壓差線性穩壓器基本電路


DC/DC降壓芯片:在降壓過程中能量損耗比較小,芯片發熱不明顯。芯片封裝比較小,能實現PWM數字控制。1583907611872498.jpg

                            DC/DC升壓原理

LDO VS DCDC
DCDC的意思是直流變(到)直流(不同直流電源值的轉換),只要符合這個定義都可以叫DCDC轉換器,包括LDO。但是一般的說法是把直流變(到)直流由開關方式實現的器件叫DCDC。

 

LDO是低壓降的意思,這有一段說明:低壓降(LDO)線性穩壓器的成本低,噪音低,靜態電流小,這些是它的突出優點。它需要的外接元件也很少,通常只需要一兩個旁路電容。新的LDO線性穩壓器可達到以下指標:輸出噪聲30μV,PSRR為60dB,靜態電流6μA,電壓降只有100mV。LDO線性穩壓器的性能之所以能夠達到這個水平,主要原因在于其中的調整管是用P溝道MOSFET,而普通的線性穩壓器是使用PNP晶體管。P溝道MOSFET是電壓驅動的,不需要電流,所以大大降低了器件本身消耗的電流;另一方面,采用PNP晶體管的電路中,為了防止PNP晶體管進入飽和狀態而降低輸出能力, 輸入和輸出之間的電壓降不可以太低;而P溝道MOSFET上的電壓降大致等于輸出電流與導通電阻的乘積。由於MOSFET的導通電阻很小,因而它上面的電壓降非常低。

 

如果輸入電壓和輸出電壓很接近,最好是選用LDO穩壓器,可達到很高的效率。所以,在把鋰離子電池電壓轉換為3V輸出電壓的應用中大多選用LDO穩壓器。雖說電池的能量最後有百分之十是沒有使用,LDO穩壓器仍然能夠保證電池的工作時間較長,同時噪音較低。
如果輸入電壓和輸出電壓不是很接近,就要考慮用開關型的DCDC了,應為從上面的原理可以知道,LDO的輸入電流基本上是等于輸出電流的,如果壓降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。

 

DC-DC轉換器包括升壓、降壓、升/降壓和反相等電路。DC-DC轉換器的優點是效率高、可以輸出大電流、靜態電流小。隨著集成度的提高,許多新型DC-DC轉換器僅需要幾只外接電感器和濾波電容器。但是,這類電源控制器的輸出脈動和開關噪音較大、成本相對較高。

總的來說,升壓是一定要選DCDC的,降壓,是選擇DCDC還是LDO,要在成本,效率,噪聲和性能上比較。
LDO體積小,干擾較小,當輸入與輸出電壓差較大的化,轉換效率低。
DC-DC好處就是轉換效率高,可以大電流,但輸出干擾較大,體積也相對較大。
LDO一般是指線性的穩壓器--Low Drop Out, 而DC/DC則是線性式和開關式穩壓器的總稱.
如果你的輸出電流不是很大(如3A以內), 而且輸入輸出壓差也不大(如3.3V轉2.5V等)就可以使用LDO的穩壓器(優點是輸出電壓的ripple很小). 否則最好用開關式的穩壓器, 如果是升壓, 也只能用開關式穩壓器(如果ripple控制不好,容易影響系統工作).
LDO的選擇

當所設計的電路對分路電源有以下要求:
1、高的噪音和紋波抑制;
2、占用PCB板面積小,如手機等手持電子產品;
3、電路電源不允許使用電感器,如手機;
4、電源需要具有瞬時校準和輸出狀態自檢功能;
5、要求穩壓器低壓降,自身功耗低;
6、要求線路成本低和方案簡單;
此時,選用LDO是最恰當的選擇,同時滿足產品設計的各種要求


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