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[导读]整理:一阳出品:巧学模电数电单片机(hyyxszy)1.什么是LDO?LDO是低压降的意思,这有一段说明:低压降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;PS...

整理:一阳出品:巧学模电数电单片机(hyyxszy)1. 什么是LDO?

LDO是低压降的意思,这有一段说明:低压降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6μ;
  • 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,是不需要电流的,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。由于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,可以达到很高的效率。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。

虽说电池的能量最后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DC-DC了,因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。

2. 什么是DC-DC?

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。

随着集成度的提高,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,随着半导体技术的发展,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。

由于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,比如软启动、限流、PFM或者PWM方式选择等。

总的来说,升压是一定要选DC-DC的,降压,是选择DC-DC还是LDO,要在成本、效率、噪声和性能上比较。

3. LDO与DC-DC相比

首先从效率上,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Buck、Boost、Boost/Buck,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,当要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。

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