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请问LDO 和DC-DC 器件的区别 LDO 器件和DCDC 在性能上有何差异，价格方面呢？还有原理上是不是有很大 的不同？ LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET， 从输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。 DC-DC 既可以降压也可以升压，Step-up 或Boost 类型的为升压DCDC，Bulk 或 Step-down 类型的为降压DCDC 不好意思，本人刚好是学开关电源出身的。LDO 中文称为低压差线性稳压器。 实际上是一种降压型DC/DC 转换器，是通过负反馈调节输出电流使输出电压保 持不变。特点是功耗低，占用PCB 面积小，输出电压纹波相对与下面说DC/DC 较小。 DC/DC 是直流变压器的总称，分为升压（BOAST），降压（BUCK），升降压。 目前由于开关频率的提高，DC/DC 一般都广泛使用了软开关技术来降低功耗和 纹波，但控制上比LDO 要复杂。而且PCB 占用面积也比较大，因为外接的滤波 电感是无法做的MODULE 里面去的，必须另外加。而LDO 输出不电感来起到稳 定电流的作用。说到这里大家该清楚了，LDO 就是简化了DC/DC。其应用 主要 是在低功耗的一些领域，如手机等。其输入电压范围也不宽（相对与DC/DC）， 输出负载范围也要差些。 LDO 与DC/DC 相比: 首先从效率上说,DC/DC 的效率普遍要远高于LDO,这是其工作原理决定的. 其次,DC/DC 有Boost,Buck,Boost/Buck,(有人把Charge Pump 也归为此类).而LDO 只 有降压型. 再次,也是很重要的一点,DC/DC 因为其开关频率的原因导致其电源噪声很大,远 比LDO 大的多,大家可以关注PSRR 这个参数.所以当考虑到比较敏感的模拟电路 时候,有可能就要牺牲效率为保证电源的纯净而选择LDO. 还 有,通常LDO 所需要的外围器件简单,占面积小,而DC/DC 一般都会要求电感, 二极管,大电容,有的还会要MOSFET,特别是Boost 电路,需要考 虑电感的最大工 作电流,二极管的反向恢复时间,大电容的ESR 等等,所以从外围器件的选择来说 比LDO 复杂,而且占面积也相应的会大很多. 应当可以这样理解：DCDC 的意思是直流变（到）直流（不同直流电源值的转换）， 只要符合这个定义都可以叫DCDC 转换器，包括LDO。但是一般的说法是把直 流变（到）直流由开关方式实现的器件叫DCDC。 LDO 是低压降的意思，这有一段说明：低压降（LDO）线性稳压器的成本低， 噪音低，静态电流小，这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少，通常只 需要一两 个旁路电容。新的LDO 线性稳压器可达到以下指标：输出噪声30μV， PSRR 为60dB，静态电流6μA，电压降只有100mV。LDO 线性稳压器的性 能之 所以能够达到这个水平，主要原因在于其中的调整管是用P 沟道MOSFET，而普 通的线性稳压器是使用PNP 晶体管。P 沟道MOSFET 是电压驱动的， 不需要电 流，所以大大降低了器件本身消耗的电流；另一方面，采用PNP 晶体管的电路 中，为了防止PNP 晶体管进入饱和状态而降低输出能力， 输入和输出之间的电 压降不可以太低；而P 沟道MOSFET 上的电压降大致等于输出电流与导通电阻 的乘积。由於MOSFET 的导通电阻很小，因而它上面的电 压降非常低。 如果输入电压和输出电压很接近，最好是选用LDO 稳压器，可达到很高的效率。 所以，在把锂离子电池电压转换为3V 输出电压的应用中大多选用LDO 稳压器。 虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用，LDO 稳压器仍然能够保证电池的 工作时间较长，同时噪音较低。 如果输入电压和输出电压不是很接近，就要考虑用开关型的DCDC 了，应为从 上面的原理可以知道，LDO 的输入电流基本上是等于输出电流的，如果压降太 大，耗在LDO 上能量太大，效率不高。 DC -DC 转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC 转换器的优点是 效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高，许多新型DC- DC 转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是，这类电源控制器的输出脉动 和开关噪音较大、成本相对较高。 近几年来，随著半导体技术的发 展，表面贴装的电感器、电容器、以及高 集成度的电源控制芯片的成本不断降低，体积越来越小。由於出现了导通电阻很 小的MOSFET 可以输出很大功率，因而 不需要外部的大功率FET。例如对于3V 的输入电压，利用芯片上的NFET 可以得到5V/2A 的输出。其次，对于中小功率 的应用，可以使用成本低小型封 装。另外，如果开关频率提高到1MHz，还能 够降低成本、可以使用尺寸较小的电感器和电容器。有些新器件还增加许多新功 能，如软启动、限流、PFM 或者 PWM 方式选择等。 总的来说，升压是一定要选DCDC 的，降压，是选择DCDC 还是LDO，要在成 本，效率，噪声和性能上比较。 一般要求效率的时候使用DC-DC,但DC-DC 引起的干扰也比较大． 像音频，RF 等对纹波敏感的地方就要用LDO DC-DC 产品包括了LDO，Charge Pumptching Regulator 等一系列产品。DC-DC 只 不过是这类产品的一个总括。 LDO （Low Dropout Regulator）是阻性电源产品，通过内部MOSFET 的开关，只 能进行降压输出，输出电压一定比输入电压要低。LDO 的dropout voltage 取决于 内部MOS 管的Rds(on)和输出电流的乘积。LDO 的效率一般为输出电压/输入电 压。也就是，如果说输出电压1.8 V，输入电压为3.6 V 时，理论上它的效率只有 50%。在手机或便携式应用中，如果在对效率要求不高，或者输出电流不大的情 况下，使用LDO。如果说对效率要求较高，以及对输 出电流要求比较大时，请 选用合适的DC-DC 产品。 在这里我介绍另外两种DC-DC 产品。一种为电荷泵（Charge Pump），一种为电 感储能DC-DC 转换器。电荷泵为容性储能DC-DC 产品，可以进行升压，也可以 作为降压使用，还可以进行反压输出。它是通过外部一 个快速充电电容（Flying Capacitor），内部以一定的频率进行开关，对电容进行充电，并且和输入电压一 起，进行升压（或者降压）转换。最后以恒压输出。但是，电荷泵的效率 是根 据电荷泵的升压模式，输入电压和输出电压所决定，如果是以2 倍压模式进行升 压，那么它的效率为Vout/2Vin。输入电压越小，效率越高。 电感储能式转换器也可以进行升压或者降压变换，以及升降压，反压等。它是 通过电感不断的储能/放电，最后达到稳定电压/电流输出的转换器。因为芯片的 开关 频率以及电感值的选择范围比较大，以及输出电压/电流可调。它的效率公 式为Vout×Iout/Vin×Iin。在实际应用中，效率最高的DC-DC 产品 为电感储能式 转换器，高达96%以上。但是，电感的储能/放电对电路EMI 等造成的影响很大， 所以，选择合适的电感和合适的布线对于电路的性能是至关重要 的。 如果输出电压低最好不要用ldo，会因为工作效率低，可能导致散热不好，器件 发烫。 用dcdc 可能会引入开关噪声，所以布线时一定要注意。 另，价格上，使用dcdc 大概是ldo 的两三倍，差不多要3 毛美金左右一个。 LDO 一般用在可以输入与输出压差比较小的场合，也就是一个效率的问题， 而手机上主芯片所用的CORE，和VDIGITAL，常用的都是DC/DC，基于功耗考 虑，1。2 毫安电流对于待机时间长短也影响及其大，而且DC/DC 所选配套外围 电路元件较多，考虑因数较的多，例如线圈的最大电流大小，DCR，尺寸大小等 LDO、线性电源，效率较低，受发热，体积的限制功率一般不是很大，但电源输 出纹波小，没有高频噪声。 DC/DC 就是直流变换器。一般只能作成开关电源，即可降压也可升压，原副边 是隔离的，效率要高于LDO。其基本的电路有BUCK（降压），BOOST（升压）， CUK（升降压）。其扩展的拓扑有反激，正激，半桥，全桥等。。。 LDO 难点更在于静态功耗做到很低。DCDC 的难点在于效率如何更有效的提高。 LDO 是线性稳压器件.只能用做降压.能量消耗是以电阻上的热能散发的.如果输 入输出电压差别不大.还是推荐用ldo 的. DC-Dc 可以升压也可以降压.转换效率比较高.成本也贵点.抗干扰能力强.缺点就 是噪声比较大.适合大电流输出. 常见的入摄像头散光灯的驱动 |
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