有时LDO和DC/DC如何抉择？

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有时LDO和DC/DC如何抉择？ [复制链接]

     体积小，寿命长的自动便携式电子设备是未来的发展方向。大部份便携式电子设备都需要高效能的电源管理器件，以便可以控制负载所需的功率。常见的稳压器有LDO (低压差线性稳压器) 和DC/ DC稳压器。


     LDO在便携式设备中的使用非常普遍，如智能手机和一些便携式设备的电源管理电路都可能用了不少LDO。这类设备通常需要保持低功耗，因此适合采用一些具有超低静态电流(IQ) 的LDO，并能提供一个稳定的无噪声电压轨，以驱动如微处理器、FPGA 和其他系统板上器件等IC 负载。


     DC/DC稳压器是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，通常可以有效输出固定电压。 DC/DC稳压器可以简单分为三类：升压型DC/DC稳压器、降压型DC/DC稳压器以及升降压型DC/DC稳压器。


虽然LDO 和DC/ DC稳压器各有不同特性，但我们可以尝试从一些电源管理的设计条件出发，作出抉择。


参考条件一：效率


如果输入电压和输出电压很接近，以效率比较，建议选用LDO。


      LDO的效率与输入和输出电压之间的差值成正比；差异越小，设备的效率越高。如Analog Devices ADP150 系列的150mA LDO，可以将输入电压2.3V降压 ( Vin )至输出电压1.8V ( Vout )，

使用以下公式可以计算它的效率 (ɳ)：

但是如果输入和输出电压之间的差值比较大，建议使用DC/ DC稳压器。这是因为：


● LDO的输入电流基本上是接近输出电流的，如果压降差值太大，耗在LDO上能量太大，效率反而不高。


● DC-DC稳压器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。

参考条件二：输出电压


      请留意设计的输出电压，DC/DC 稳压器有不同类型，支持不同设计电路，如升压、降压、升降压等输出。可是LDO只能提供降压转换。在要求VOUT电压高于VIN电压，或需要来自正VIN电压的负VOUT电压的应用中，LDO显然并不适用。


参考条件三：电源噪声


      随着芯片集成度的提高，许多新型DC-DC稳压器仅需要几个外接电感器和滤波电容器。但是，相比LDO，这类电源控制器的输出脉动和开关噪声较大、成本相对较高。我们也可以从芯片的PSRR数值来估算输出信号受到多少外來信号影响。

      此外，对于噪声敏感的应用，例如通信和无线电设备，电源噪声小非常关键。 LDO具有非常低的输出电压纹波，因为LDO的设计不需要经常打开和关闭，而且一般都具有非常高的带宽，因此几乎没有EMI问题。 一些特殊的LDO，如Analog Devices的LT1761 LDO系列的输出具有较低噪声电压 ( 20μVRMS)，而大部份DC-DC稳压器几乎不可能达到这种低噪声水平。 即使使用非常低的ESR电容，SMPS通常也具有mV的输出纹波。

参考条件四：占板面积


      通常LDO所需要的外围的元器件很少，比较简单。如以下Analog Device 的LT3033 LDO，占用电路板的面积相对比较小。

DC/DC稳压器一般由控制芯片、电杆线圈、二极管、三极管、电容构成，有的还会需要MOSFET，特别是Boost电路。


以下是Analog Device 的 LT3751 DC/DC稳压器的外围线路。

此外，DC/DC稳压器在设计上也需要考虑电感的最大工作电流、电容的ESR等。所以从外围器件的选择来说，DC/DC稳压器比LDO复杂，整个电路系统占用电路板的面积也相对较多。


总之，设计中选择LDO还是DC/ DC稳压器比较适合，必须根据实际的电源应用及设计的需要来决定。

tiankai001

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。
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，

btty038

tiankai001 发表于 2018-12-7 08:55
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。
如果输入电压和输出电压不是很 ...

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