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你知道LDO與DC-DC器件的區別嗎?
文章來(lái)源:永阜康科技 更新時(shí)間:2024/2/19 10:57:00
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基本概念

應當可以這樣理解: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(gè)定義都可以叫DCDC轉換器,包括LDO。但是一般的說(shuō)法是把直流變(到)直流由開(kāi)關(guān)方式實(shí)現的器件叫DCDC。

LDO介紹

LDO是低壓降的意思,這有一段說(shuō)明:低壓降(LDO)線(xiàn)性穩壓器的成本低,噪音低,靜態(tài)電流小,這些是它的突出優(yōu)點(diǎn)。它需要的外接元件也很少,通常只需要一兩個(gè)旁路電容。新的LDO線(xiàn)性穩壓器可達到以下指標:輸出噪聲30μV,PSRR為60dB,靜態(tài)電流6μA,電壓降只有100mV。LDO線(xiàn)性穩壓器的性能之所以能夠達到這個(gè)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(xiàn)性穩壓器是使用PNP晶體管。P溝道MOSFET是電壓驅動(dòng)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(jìn)入飽和狀態(tài)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(shuō)電池的能量最後有百分之十是沒(méi)有使用,LDO穩壓器仍然能夠保證電池的工作時(shí)間較長(cháng),同時(shí)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(kāi)關(guān)型的DCDC了,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轉換器介紹

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(yōu)點(diǎn)是效率高、可以輸出大電流、靜態(tài)電流小。隨著(zhù)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(lèi)電源控制器的輸出脈動(dòng)和開(kāi)關(guān)噪音較大、成本相對較高。

近幾年來(lái),隨著(zhù)半導體技術(shù)的發(fā)展,表面貼裝的電感器、電容器、以及高集成度的電源控制芯片的成本不斷降低,體積越來(lái)越小。由於出現了導通電阻很小的MOSFET可以輸出很大功率,因而不需要外部的大功率FET。例如對于3V的輸入電壓,利用芯片上的NFET可以得到5V/2A的輸出。其次,對于中小功率的應用,可以使用成本低小型封裝。另外,如果開(kāi)關(guān)頻率提高到1MHz,還能夠降低成本、可以使用尺寸較小的電感器和電容器。有些新器件還增加許多新功能,如軟啟動(dòng)、限流、PFM或者PWM方式選擇等。

總的來(lái)說(shuō),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與DC/DC相比較

首先從效率上說(shuō),DC/DC的效率普遍要遠高于LDO,這是其工作原理決定的.

其次,DC/DC有Boost,Buck,Boost/Buck,(有人把Charge Pump也歸為此類(lèi)).而LDO只有降壓型.

再次,也是很重要的一點(diǎn),DC/DC因為其開(kāi)關(guān)頻率的原因導致其電源噪聲很大,遠比LDO大的多,大家可以關(guān)注PSRR這個(gè)參數.所以當考慮到比較敏感的模擬電路時(shí)候,有可能就要犧牲效率為保證電源的純凈而選擇LDO。

還有,通常LDO所需要的外圍器件簡(jiǎn)單,占面積小,而DC/DC一般都會(huì )要求電感,二極管,大電容,有的還會(huì )要MOSFET,特別是Boost電路,需要考慮電感的最大工作電流,二極管的反向恢復時(shí)間,大電容的ESR等等,所以從外圍器件的選擇來(lái)說(shuō)比LDO復雜,而且占面積也相應的會(huì )大很多。

 
 
 
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