開關電源穩壓器LDO與開關電源轉換器DC DC的對比有什麼區別

時間 2021-06-03 15:27:59

1樓:Edward

LDO是低壓差線性穩壓器,它其實是通過與輸出串聯的電晶體Vce線性電壓分壓來實戰輸出穩定的。

開關電源dcdc是基於開關電源的拓撲來實現的,具體可以參考我的文章https://

2樓:「已登出」

電源模組在生活中應用在很多場景上面,例如在通訊方面、工業自動化、電力控制、鐵路、礦業、軍工等領域。直流電源轉換模組分為兩種:低壓差線性電源(LDO)和開關電源(DC-DC)。

傳統的線性穩壓器,如78xx系列的晶元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,例如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類的電源轉換晶元。

線性電源主要使用LDO(low dropout regulator),即低壓差線性直流穩壓電源模模組。

LDO通過調整電路管的阻抗變化使輸出電壓保持穩定,當輸出電壓由輸入電壓公升高或負載電流減小,出現輸出電壓偏離設定值而公升高的趨勢時,通過負反饋使調整管的阻抗增大,降低輸出電壓使之恢復設定值而保持穩定。當輸入電壓降低或負載電流增大,出現輸出電壓偏離設定值而降低的趨勢時,通過負反饋使調整管的阻抗減小,提高輸出電壓使之恢復設定值而保持穩定。

現在的LDO整合度高,一般只需要2個電容(一般是2個1uF)和乙個LDO晶元即可,電路簡單,如下所示:

開關電源DC-DC(Directcurrent-Directcurrent)轉換器是由調節晶元、電桿電磁線圈、二極體、三極體和電容器組合而成,開關電源DC-DC為轉換成輸入工作電壓後有效輸出穩定工作電壓的電壓轉換器。開關穩壓電源(DC-DC)是利用開關電源電路輸出占空比或工作頻率可調式的脈衝發生器,利用高頻率穩壓管、電感器、電容器形成直流電輸出電壓,利用更改占空比或工作頻率而調節輸出電壓。

開關電源DC-DC包括三種型別:BUCK(降壓)、BOOST(公升壓)、BUCK/BOOST(公升降壓)。按照市場需求可選用三種調節,PWM調節型工作效率高並具備良好的輸出電壓紋波和雜訊,PFM調節型即便長時間應用,特別是在小負載時具備耗電量小的特點。

PWM/PFM轉換成型小負載時推行PFM調節,且在重負載時系統自動轉換成到PWM調節。

乙個典型的DC-DC BUCK電路,包括輸入輸出電容,FREQ頻率設定,EN使能管腳,FB反饋電阻,SW上加續流二極體和電感,BST電容,COMP頻率補償等,如下圖所示:

LDO和DC-DC倆者效能指標差異主要是:線性穩壓電源(LDO)的輸出電壓紋波小,然而在輸入工作電壓和輸出電壓相距比較大時轉換成工作效率較低,只有降壓不可以公升壓。開關穩壓電源(DC-DC)的紋波大,然而在輸入工作電壓和輸出電壓相距比較大時轉換成工作效率較高,並能完成公升、降壓輸出。

具體細節區別如下所示:

LDO外圍器件少,電路簡單,成本低;DC-DC外圍器件多,電路複雜,成本高;

LDO負載響應快,輸出紋波小;DC-DC負載響應比LDO慢,輸出紋波大;

LDO效率低,輸入輸出壓差不能太大;DC-DC效率高,輸入電壓範圍寬泛;

LDO只能降壓;DC-DC支援降壓和公升壓;

LDO和DC-DC的靜態電流都小,根據具體的晶元來看;

LDO輸出電流有限,最高可能就幾A,且達到最高輸出和輸入輸出電壓都有關係;DC-DC輸出電流高,功率大;

LDO雜訊小;DC-DC開關雜訊大,為了提高開關DC-DC的精度,很多應用會在DC-DC後端接LDO;

LDO分為可調和固定型;DC-DC一般都是可調型,通過FB反饋電阻調節。

總的來說,公升壓是一定要選DC-DC的,降壓,是選擇DC-DC還是LDO,要在成本,效率,雜訊和效能上比較。

3樓:alterfield

LDO是低壓差線性穩壓器,是線性穩壓器的一種。線性穩壓器實際上可以理解成乙個阻值可以自動調節的電阻,通過調整阻值使輸出電壓穩定。也正是因為線性穩壓器是個電阻,因此它會消耗功率,所以實際上線性穩壓器是通過消耗功率來實現穩壓的,它的效率為

即輸出電壓越低,效率越低。

而DC/DC開關變換器,由於其主要起作用的器件是電感、電容、開關管,而不是電阻,本身消耗的功率很少,效率較高。

4樓:諾帝

泰德蘭電子》提供AOS美國萬代功率MOSFET的型號選型及應用問題分析以及mojay茂捷的AC-DC,torex特瑞仕的DC-DC電源IC/霍尼韋爾(Honeywell)感測器等方案型號推薦---開關電源穩壓器LDO與開關電源轉換器DC-DC的對比有什麼區別?

答:可以這樣理解:DC-DC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DC-DC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DC-DC。

1 什麼是LDO

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:輸出雜訊30μV,PSRR為60dB,靜態電流6μA,電壓降只有100mV。LDO線性穩壓器的效能之所以能夠達到這個水平,主要原因在於其中的調整管是用P溝道MOSFET,而普通的線性穩壓器是使用PNP電晶體。

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,採用PNP電晶體的電路中,為了防止PNP電晶體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上的電壓降大致等於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DC-DC了,應為從上面的原理可以知道,LDO的輸入電流基本上是等於輸出電流的,如果壓降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。

2 什麼是DC-DC

DC-DC轉換器包括公升壓、降壓、公升/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。隨著整合度的提高,許多新型DC-DC轉換器僅需要幾隻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。

近幾年來,隨著半導體技術的發展,表面貼裝的電感器、電容器、以及高整合度的電源控制晶元的成本不斷降低,體積越來越小。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。例如對於3V的輸入電壓,利用晶元上的NFET可以得到5V/2A的輸出。

其次,對於中小功率的應用,可以使用成本低小型封裝。另外,如果開關頻率提高到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、限流、PFM或者PWM方式選擇等。

總的來說,公升壓是一定要選DC-DC的,降壓,是選擇DC-DC還是LDO,要在成本,效率,雜訊和效能上比較。

3 LDO與DC-DC相比

首先從效率上說,DC-DC的效率普遍要遠高於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)。而LDO只有降壓型。

再次,也是很重要的一點,DC-DC因為其開關頻率的原因導致其電源雜訊很大,遠比LDO大的多,大家可以關注PSRR這個引數。所以當考慮到比較敏感的模擬電路時候,有可能就要犧牲效率為保證電源的純淨而選擇LDO.

還有,通常LDO所需要的外圍器件簡單,佔面積小,而DC-DC一般都會要求電感,二極體,大電容,有的還會要MOSFET,特別是Boost電路,需要考慮電感的最大工作電流,二極體的反向恢復時間,大電容的ESR等等,所以從外圍器件的選擇來說比LDO複雜,而且佔面積也相應的會大很多。

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