LDO：?

低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器，故名思意為線(xiàn)性的穩(wěn)壓器，僅能使用在降壓應(yīng)用中，也就是輸出電壓必需小于輸入電壓。

• 優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，負(fù)載響應(yīng)快，輸出紋波小。

• 缺點(diǎn)： 效率低，輸入輸出的電壓差不能太大，負(fù)載不能太大，目前最大的LDO為5A，但要保證5A的輸出還有很多的限制條件。

DC/DC：?

直流電壓轉(zhuǎn)直流電壓，嚴(yán)格來(lái)講，LDO也是DC/DC的一種，但目前DC/DC多指開(kāi)關(guān)電源，具有很多種拓樸結(jié)構(gòu)，如BUCK，BOOST等。

• 優(yōu)點(diǎn)： 效率高，輸入電壓范圍較寬。
• 缺點(diǎn)： 負(fù)載響應(yīng)比LDO差，輸出紋波比LDO大。

那么，DC/DC和LDO的區(qū)別是什么？

DC/DC轉(zhuǎn)換器一般由控制芯片，電桿線(xiàn)圈，二極管，三極管，電容構(gòu)成， DC/DC轉(zhuǎn)換器為轉(zhuǎn)變輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。 DC/DC轉(zhuǎn)換器分為三類(lèi)： 升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器、降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器以及升降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。?

根據(jù)需求可采用三類(lèi)控制

• P WM控制型效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲；
• PFM控制型即使長(zhǎng)時(shí)間使用，尤其小負(fù)載時(shí)具有耗電小的優(yōu)點(diǎn)；
• PWM/PFM轉(zhuǎn)換型小負(fù)載時(shí)實(shí)行PFM控制，且在重負(fù)載時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到PWM控制。

目前DC-DC轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于手機(jī)、MP3、數(shù)碼相機(jī)、便攜式媒體播放器等產(chǎn)品中。

DC-DC簡(jiǎn)述原理?

其實(shí)內(nèi)部是先把DC直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟婋娫?a target='_blank' class='arckwlink_none'>AC，通常是一種自激震蕩電路，所以外面需要電感等分立元件。 然后在輸出端再通過(guò)積分濾波，又回到DC電源，由于產(chǎn)生AC電源，所以可以很輕松的進(jìn)行升壓跟降壓。 兩次轉(zhuǎn)換，必然會(huì)產(chǎn)生損耗，這就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的問(wèn)題。?

對(duì)比：

• DCtoDC包括boost(升壓)、buck(降壓)、Boost/buck(升/降壓)和反相結(jié)構(gòu)，具有高效率、高輸出電流、低靜態(tài)電流等特點(diǎn)，隨著集成度的提高，許多新型DC-DC轉(zhuǎn)換器的外圍電路僅需電感和濾波電容，但該類(lèi)電源控制器的輸出紋波和開(kāi)關(guān)噪聲較大、成本相對(duì)較高。
• LDO低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器的突出優(yōu)點(diǎn)是具有最低的成本，最低的噪聲和最低的靜態(tài)電流，它的外圍器件也很少，通常只有一兩個(gè)旁路電容，新型LDO可達(dá)到以下指標(biāo)：30μV輸出噪聲、60dBPSRR、6μA靜態(tài)電流及100mV的壓差。

LDO簡(jiǎn)述原理?

線(xiàn)性穩(wěn)壓器能夠?qū)崿F(xiàn)這些特性的主要原因在于內(nèi)部調(diào)整管采用了P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，而不是通常線(xiàn)性穩(wěn)壓器中的PNP晶體管。 P溝道的場(chǎng)效應(yīng)管不需要基極電流驅(qū)動(dòng)，所以大大降低了器件本身的電源電流。 另一方面，在采用PNP管的結(jié)構(gòu)中，為了防止PNP晶體管進(jìn)入飽和狀態(tài)降低輸出能力，必須保證較大的輸入輸出壓差。 而P溝道場(chǎng)效應(yīng)管的壓差大致等于輸出電流與其導(dǎo)通電阻的乘積，極小的導(dǎo)通電阻使其壓差非常低。 當(dāng)系統(tǒng)中輸入電壓和輸出電壓接近的時(shí)候，LDO是最好的選擇，可達(dá)到很高的效率。 所以在將鋰離子電池電壓轉(zhuǎn)換為3V電壓的應(yīng)用中大多選用LDO，盡管電池最后放電能量的百分之十沒(méi)有使用，但是LDO仍然能夠在低噪聲結(jié)構(gòu)中提供較長(zhǎng)的電池壽命。 便攜電子設(shè)備不管是由交流市電經(jīng)過(guò)整流(或交流適配器)后供電，還是由蓄電池組供電，工作過(guò)程中，電源電壓都將在很大范圍內(nèi)變化。 比如單體鋰離子電池充足電時(shí)的電壓為4.2V，放完電后的電壓為2.3V，變化范圍很大。 各種整流器的輸出電壓不僅受市電電壓變化的影響，還會(huì)受負(fù)載變化的影響， 為了保證供電電壓穩(wěn)定不變，幾乎所有的電子設(shè)備都采用穩(wěn)壓器供電。 小型精密電子設(shè)備還要求電源非常干凈，要無(wú)紋波、無(wú)噪聲，以免影響電子設(shè)備正常工作。 為了滿(mǎn)足精密電子設(shè)備的要求，應(yīng)在電源的輸入端加入線(xiàn)性穩(wěn)壓器，以保證電源電壓恒定和實(shí)現(xiàn)有源噪聲濾波。 0 1 LDO的基本原理 低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器(LDO)的基本電路如圖1-1所示，該電路由串聯(lián)調(diào)整管VT（PNP晶體管，注：實(shí)際應(yīng)用中，此處常用的是P溝道場(chǎng)效應(yīng)管）、取樣電阻R1和R2、比較放大器A組成。

0 2?

低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器的主要參數(shù)?

1．輸出電壓?

輸出電壓是低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器最重要的參數(shù)，也是電子設(shè)備設(shè)計(jì)者選用穩(wěn)壓器時(shí)首先應(yīng)考慮的參數(shù)。 低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器有固定輸出電壓和可調(diào)輸出電壓兩種類(lèi)型，固定輸出電壓穩(wěn)壓器使用比較方便，而且由于輸出電壓是經(jīng)過(guò)廠(chǎng)家精密調(diào)整的，所以穩(wěn)壓器精度很高。 但是其設(shè)定的輸出電壓數(shù)值均為常用電壓值，不可能滿(mǎn)足所有的應(yīng)用要求，但是外接元件數(shù)值的變化將影響穩(wěn)定精度。?

2．最大輸出電流?

用電設(shè)備的功率不同，要求穩(wěn)壓器輸出的最大電流也不相同，通常，輸出電流越大的穩(wěn)壓器成本越高。 為了降低成本，在多只穩(wěn)壓器組成的供電系統(tǒng)中，應(yīng)根據(jù)各部分所需的電流值選擇適當(dāng)?shù)姆€(wěn)壓器。?

3．輸入輸出電壓差?

輸入輸出電壓差是低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器最重要的參數(shù)，在保證輸出電壓穩(wěn)定的條件下，該電壓壓差越低，線(xiàn)性穩(wěn)壓器的性能就越好。 比如，5.0V的低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器，只要輸入5.5V電壓，就能使輸出電壓穩(wěn)定在5.0V。?

4．接地電流?

接地電路IGND是指串聯(lián)調(diào)整管輸出電流為零時(shí)，輸入電源提供的穩(wěn)壓器工作電流。 該電流有時(shí)也稱(chēng)為靜態(tài)電流，但是采用PNP晶體管作串聯(lián)調(diào)整管元件時(shí)，這種習(xí)慣叫法是不正確的，通常較理想的低壓差穩(wěn)壓器的接地電流很小。?

5．負(fù)載調(diào)整率?

負(fù)載調(diào)整率可以通過(guò)圖2-1和式2-1來(lái)定義，LDO的負(fù)載調(diào)整率越小，說(shuō)明LDO抑制負(fù)載干擾的能力越強(qiáng)。

?

圖2-1OutputVoltage&OutputCurrent

(2-1)

式中：

• △Vload—負(fù)載調(diào)整率；

• Imax—LDO最大輸出電流；

• Vt—輸出電流為Imax時(shí)，LDO的輸出電壓；

• Vo—輸出電流為0.1mA時(shí)，LDO的輸出電壓；

• △V—負(fù)載電流分別為0.1mA和Imax時(shí)的輸出電壓之差。

線(xiàn)性調(diào)整率可以通過(guò)圖2-2和式2-2來(lái)定義，LDO的線(xiàn)性調(diào)整率越小，輸入電壓變化對(duì)輸出電壓影響越小，LDO的性能越好。 ?

圖2-2OutputVoltage&InputVoltage

(2-2)

式中：

• △Vline—LDO線(xiàn)性調(diào)整率；

• Vo—LDO名義輸出電壓；

• Vmax—LDO最大輸入電壓；

• △V—LDO輸入Vo到Vmax'輸出電壓最大值和最小值之差。

LDO的輸入源往往有著許多干擾信號(hào)的存在，PSRR反映了LDO對(duì)于這些干擾信號(hào)的抑制能力。?

0 3 LDO的典型應(yīng)用?

低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用如圖3-1所示，圖3-1(a)所示電路是一種最常見(jiàn)的AC/DC電源，交流電源電壓經(jīng)變壓器后，變換成所需要的電壓，該電壓經(jīng)整流后變?yōu)橹绷麟妷骸?/span> 在該電路中，低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器的作用是：在交流電源電壓或負(fù)載變化時(shí)穩(wěn)定輸出電壓，抑制紋波電壓，消除電源產(chǎn)生的交流噪聲。

各種蓄電池的工作電壓都在一定范圍內(nèi)變化，為了保證蓄電池組輸出恒定電壓，通常都應(yīng)當(dāng)在電池組輸出端接入低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器，如圖3-1(b)所示。

低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器的功率較低，因此可以延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命， 同時(shí)，由于低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器的輸出電壓與輸入電壓接近，因此在蓄電池接近放電完畢時(shí)，仍可保證輸出電壓穩(wěn)定。 眾所周知，開(kāi)關(guān)性穩(wěn)壓電源的效率很高，但輸出紋波電壓較高，噪聲較大，電壓調(diào)整率等性能也較差，特別是對(duì)模擬電路供電時(shí)，將產(chǎn)生較大的影響。

在開(kāi)關(guān)性穩(wěn)壓器輸出端接入低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器，如圖3-1(c)所示，就可以實(shí)現(xiàn)有源濾波，而且也可大大提高輸出電壓的穩(wěn)壓精度，同時(shí)電源系統(tǒng)的效率也不會(huì)明顯降低。

在某些應(yīng)用中，比如無(wú)線(xiàn)電通信設(shè)備通常只有一足電池供電，但各部分電路常常采用互相隔離的不同電壓，因此必須由多只穩(wěn)壓器供電。 為了節(jié)省共電池的電量，通常設(shè)備不工作時(shí)，都希望低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器工作于睡眠狀態(tài)，為此，要求線(xiàn)性穩(wěn)壓器具有使能控制端。 有單組蓄電池供電的多路輸出且具有通斷控制功能的供電系統(tǒng)如圖3-1(d)所示。

圖3-1低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器(LDO)典型應(yīng)用?

0 4?

DC-DC 應(yīng)當(dāng)可以這樣理解：

DC-DC的意思是直流變（到）直流，即不同直流電源值的轉(zhuǎn)換，只要符合這個(gè)定義都可以叫DCDC轉(zhuǎn)換器，包括LDO。 但是一般的說(shuō)法是把直流變（到）直流由開(kāi)關(guān)方式實(shí)現(xiàn)的器件叫DCDC。 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(diǎn)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(lèi)電源控制器的輸出脈動(dòng)和開(kāi)關(guān)噪音較大、成本相對(duì)較高，近幾年來(lái)，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(lái)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(duì)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(duì)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(kāi)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(dòng)、限流、PFM或者PWM方式選擇等。

總的來(lái)說(shuō)，升壓是一定要選DCDC的，降壓，是選擇DCDC還是LDO，要在成本，效率，噪聲和性能上比較。

0 5?

LDO與DC/DC對(duì)比?

首先從效率上說(shuō)，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ChargePump也歸為此類(lèi)，而LDO只有降壓型。

還有，通常LDO所需要的外圍器件簡(jiǎn)單占面積小，而DC/DC一般都會(huì)要求電感，二極管，大電容，有的還會(huì)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(shí)間，大電容的ESR等等，所以從外圍器件的選擇來(lái)說(shuō)比LDO復(fù)雜，而且占面積也相應(yīng)的會(huì)大很多。