【转】LDO和DC-DC的区别

1. DC-DC：包括boost(升压)、buck(降压)、Boost/buck(升/降压)和反相结构，具有高效率、高输出电流、低静态电流等特点，随着集成度的提高，许多新型DC-DC 转换器的外围电路仅需电感和滤波电容；但该类电源控制器的输出纹波和开关噪声较大、成本相对较高。

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。

4.LDO的原理

一 . 原理

低压差线性稳压器（LDO）的基本电路如图1-1所示，该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。

　　图1-1 低压差线性稳压器基本电路

　　取样电压加在比较器A的同相输入端，与加在反相输入端的基准电压Uref相比较，两者的差值经放大器A放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降减小，从而使输出电压升高。相反，若输出电压Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的前驱动电流减小，从而使输出电压降低。供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。

　　应当说明，实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能，比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等，而且串联调整管也可以采用MOSFET。

二．低压差线性稳压器的主要参数

　　1．输出电压（Output Voltage）

　　输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数，也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。固定输出电压稳压器使用比较方便，而且由于输出电压是经过厂家精密调整的，所以稳压器精度很高。但是其设定的输出电压数值均为常用电压值，不可能满足所有的应用要求，但是外接元件数值的变化将影响稳定精度。

　　2．最大输出电流（Maximum Output Current）

　　用电设备的功率不同，要求稳压器输出的最大电流也不相同。通常，输出电流越大的稳压器成本越高。为了降低成本，在多只稳压器组成的供电系统中，应根据各部分所需的电流值选择适当的稳压器。

　　3．输入输出电压差（Dropout Voltage）

　　输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。在保证输出电压稳定的条件下，该电压压差越低，线性稳压器的性能就越好。比如，5.0V的低压差线性稳压器，只要输入5.5V电压，就能使输出电压稳定在5.0V。

　　4．接地电流（Ground Pin Current）

　　接地电路IGND是指串联调整管输出电流为零时，输入电源提供的稳压器工作电流。该电流有时也称为静态电流，但是采用PNP晶体管作串联调整管元件时，这种习惯叫法是不正确的。通常较理想的低压差稳压器的接地电流很小。

　　5．负载调整率（Load Regulation）

　　负载调整率可以通过图2-1和式2-1来定义，LDO的负载调整率越小，说明LDO抑制负载干扰的能力越强。

　　图2-1 Output Voltage&Output Current

　　（2-1）

　　式中

　　△Vload-负载调整率

　　Imax-LDO最大输出电流

　　Vt-输出电流为Imax时，LDO的输出电压

　　Vo-输出电流为0.1mA时，LDO的输出电压

　　△V-负载电流分别为0.1mA和Imax时的输出电压之差

　　6．线性调整率（Line Regulation）

　　线性调整率可以通过图2-2和式2-2来定义，LDO的线性调整率越小，输入电压变化对输出电压影响越小，LDO的性能越好。

　　图2-2 Output Voltage&Input Voltage

　　（2-2）

　　式中

　　△Vline-LDO线性调整率

　　Vo-LDO名义输出电压

　　Vmax-LDO最大输入电压

　　△V-LDO输入Vo到Vmax‘输出电压最大值和最小值之差

　　7．电源抑制比（PSSR）

　　LDO的输入源往往许多干扰信号存在。PSRR反映了LDO对于这些干扰信号的抑制能力。

      8 . NOISE
         噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，其频率分布比较广，LDO的输出噪声很大一部分来自其基准电压，为了降低LDO的输出噪声，基准电压上一般接一个BYPASS电容，增大该电容，可以减小LDO的输出噪声，但会使LDO输出电压的上升速度变慢，使用是请注意。
         噪声一般为在10Hz至100kHz频率范围内一定输入电压下其输出噪声电压的均方值，单位是μVRMS。

      9 . 转换效率

    忽略静态电流（Iq），LDO的效率可用下式计算得出：

三．LDO的典型应用

　　低压差线性稳压器的典型应用如图3-1所示。图3-1（a）所示电路是一种最常见的AC/DC电源，交流电源电压经变压器后，变换成所需要的电压，该电压经整流后变为直流电压。在该电路中，低压差线性稳压器的作用是：在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压，抑制纹波电压，消除电源产生的交流噪声。

　　各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化。为了保证蓄电池组输出恒定电压，通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器，如图3-1（b）所示。低压差线性稳压器的功率较低，因此可以延长蓄电池的使用寿命。同时，由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近，因此在蓄电池接近放电完毕时，仍可保证输出电压稳定。

　　众所周知，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，如图2-3（c）所示，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降低。

　　在某些应用中，比如无线电通信设备通常只有一足电池供电，但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压，因此必须由多只稳压器供电。为了节省共电池的电量，通常设备不工作时，都希望低压差线性稳压器工作于睡眠状态。为此，要求线性稳压器具有使能控制端。有单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能的供电系统如图3-1（d）所示。

　　图3-1 低压差线性稳压器（LDO）典型应用

　　近几年来，随著半导体技术的发展，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。由於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，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DCDC的，降压，是选择DCDC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上比较。