《電子技術(shù)應(yīng)用》
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LDO和DC-DC的區(qū)別

2011-11-01
關(guān)鍵詞: LDO DC-DC

  應(yīng)當(dāng)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(zhuǎn)換),,只要符合這個定義都可以叫DC-DC轉(zhuǎn)換器,包括LDO,。但是一般的說法是把直流變(到)直流由開關(guān)方式實現(xiàn)的器件叫DC-DC,。

  1 什么是LDO

  LDO是低壓降的意思,,這有一段說明:低壓降(LDO)線性穩(wěn)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。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(wěn)壓器可達(dá)到以下指標(biāo):輸出噪聲30μV,,PSRR為60dB,,靜態(tài)電流6μA,,電壓降只有100mV。LDO線性穩(wěn)壓器的性能之所以能夠達(dá)到這個水平,,主要原因在于其中的調(diào)整管是用P溝道MOSFET,,而普通的線性穩(wěn)壓器是使用PNP晶體管。P溝道MOSFET是電壓驅(qū)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(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(dǎo)通電阻的乘積,。由於MOSFET的導(dǎo)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(wěn)壓器,可達(dá)到很高的效率,。所以,,在把鋰離子電池電壓轉(zhuǎn)換為3V輸出電壓的應(yīng)用中大多選用LDO穩(wěn)壓器。雖說電池的能量最後有百分之十是沒有使用,,LDO穩(wěn)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(guān)型的DC-DC了,,應(yīng)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,。

  2 什么是DC-DC

  DC-DC轉(zhuǎn)換器包括升壓,、降壓、升/降壓和反相等電路,。DC-DC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點是效率高,、可以輸出大電流、靜態(tài)電流小,。隨著集成度的提高,,許多新型DC-DC轉(zhuǎn)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(guān)噪音較大,、成本相對較高,。

  近幾年來,隨著半導(dǎo)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,,體積越來越小,。由於出現(xiàn)了導(dǎo)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(yīng)用,,可以使用成本低小型封裝。另外,,如果開關(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、限流,、PFM或者PWM方式選擇等,。

  總的來說,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,,噪聲和性能上比較。

  3  LDO與DC-DC相比

  首先從效率上說,,DC-DC的效率普遍要遠(yuǎn)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),。而LDO只有降壓型,。

  再次,也是很重要的一點,,DC-DC因為其開關(guān)頻率的原因?qū)е缕潆娫丛肼暫艽?,遠(yuǎn)比LDO大的多,大家可以關(guān)注PSRR這個參數(shù)。所以當(dāng)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凈而選擇LDO.

  還有,,通常LDO所需要的外圍器件簡單,占面積小,,而DC-DC一般都會要求電感,二極管,,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,,二極管的反向恢復(fù)時間,,大電容的ESR等等,所以從外圍器件的選擇來說比LDO復(fù)雜,,而且占面積也相應(yīng)的會大很多,。

 

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