一：DCDC與LDO的區(qū)別

1.請(qǐng)問(wèn)LDO 和DC-DC 器件的區(qū)別原理

1.1 .LDO 和DCDC 原理的不同?

LDO 是一種線性穩(wěn)壓器。線性穩(wěn)壓器使用在其線性區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的晶體管或 FET，從輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的輸出電壓。

DC-DC 既可以降壓也可以升壓，Step-up 或Boost 類型的為升壓DCDC，Bulk 或Step-down 類型的為降壓DCDC

LDO 中文稱為低壓差線性穩(wěn)壓器。實(shí)際上是一種降壓型DC/DC 轉(zhuǎn)換器，是通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)輸出電流使輸出電壓保持不變。特點(diǎn)是功耗低，占用PCB 面積小，輸出電壓紋波相對(duì)與下面說(shuō)DC/DC較小。

DC/DC 是直流變壓器的總稱，分為升壓(BOAST)，降壓(BUCK)，升降壓。目前由于開(kāi)關(guān)頻率的提高，DC/DC 一般都廣泛使用了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)來(lái)降低功耗和紋波，但控制上比LDO 要復(fù)雜。而且PCB 占用面積也比較大，因?yàn)橥饨拥臑V波電感是無(wú)法做的MODULE 里面去的，必須另外加。而LDO 輸出不電感來(lái)起到穩(wěn)定電流的作用。LDO 就是簡(jiǎn)化了DC/DC。其應(yīng)用 主要是在低功耗的一些領(lǐng)域，如手機(jī)等。其輸入電壓范圍也不寬(相對(duì)與DC/DC)，輸出負(fù)載范圍也要差些。

1.1.2.LDO 與DC/DC 相比:

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.而LDO 只有降壓型.

再次,也是很重要的一點(diǎn),DC/DC 因?yàn)槠溟_(kāi)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(gè)參數(shù).所以當(dāng)考慮到比較敏感的模擬電路時(shí)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(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.

2.為何LDO噪音小，靜態(tài)電流小：

DCDC 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(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。LDO 是低壓降的意思，這有一段說(shuō)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(diǎn)。它需要的外接元件也很少，通常只需要一兩 個(gè)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(gè)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(dòng)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(shuō)電池的能量最後有百分之十是沒(méi)有使用，LDO 穩(wěn)壓器仍然能夠保證電池的工作時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)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(kāi)關(guān)型的DCDC 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 上能太大，效率不高。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。

2.1對(duì)DCDC和LDO的選擇

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。一般要求效率的時(shí)候使用DC-DC,但DC-DC 引起的干擾也比較大.像音頻，RF 等對(duì)紋波敏感的地方就要用LDODC-DC 產(chǎn)品包括了LDO，ChargePumptching Regulator 等一系列產(chǎn)品。DC-DC 只不過(guò)是這類產(chǎn)品的一個(gè)總括。LDO (Low Dropout Regulator)是阻電源產(chǎn)品，通過(guò)內(nèi)部MOSFET 的開(kāi)關(guān)，只能進(jìn)行降壓輸出，輸出電壓一定比輸入電壓要低。LDO 的dropout voltage 取決于內(nèi)部MOS 管的Rds(on)和輸出電流的乘積。LDO 的效率一般為輸出電壓/輸入電壓。也就是，如果說(shuō)輸出電壓1.8 V，輸入電壓為3.6 V 時(shí)，理論上它的效率只有50%。在手機(jī)或便攜式應(yīng)用中，如果在對(duì)效率要求不高，或者輸出電流不大的情況下，使用LDO。如果說(shuō)對(duì)效率要求較高，以及對(duì)輸 出電流要求比較大時(shí)，請(qǐng)選用合適的DC-DC 產(chǎn)品。

在這里我介紹另外兩種DC-DC 產(chǎn)品。一種為電荷泵(Charge Pump)，一種為電感儲(chǔ)能DC-DC 轉(zhuǎn)換器。電荷泵為容性儲(chǔ)能DC-DC 產(chǎn)品，可以進(jìn)行升壓，也可以作為降壓使用，還可以進(jìn)行反壓輸出。它是通過(guò)外部一 個(gè)快速充電電容(FlyingCapacitor)，內(nèi)部以一定的頻率進(jìn)開(kāi)關(guān)，對(duì)電容進(jìn)行充電，并且和輸入電壓一起，進(jìn)行升壓(或者降壓)轉(zhuǎn)換。最后以恒壓輸出。但是，電荷泵的效率 是根據(jù)電荷泵的升壓模式，輸入電壓和輸出電壓所決定，如果是以2 倍壓模式進(jìn)行升壓，那么它的效率為Vout/2Vin。輸入電壓越小，效率越高。電感儲(chǔ)能式轉(zhuǎn)換器也可以進(jìn)行升壓或者降壓變換，以及升降壓，反壓等。它是通過(guò)電感不斷的儲(chǔ)能/放電，最后達(dá)到穩(wěn)定電壓/電流輸出的轉(zhuǎn)換器。因?yàn)樾酒拈_(kāi)關(guān) 頻率以及電感值的選擇范圍比較大，以及輸出電壓/電流可調(diào)。它的效率公式為Vout×Iout/Vin×Iin。在實(shí)際應(yīng)用中，效率最高的DC-DC 產(chǎn)品 為電感儲(chǔ)能式轉(zhuǎn)換器，高達(dá)96%以上。但是，電感的儲(chǔ)能/放電對(duì)電路EMI 等造成的影響很大，所以，選擇合適的電感和合適的布線對(duì)于電路的性能是至關(guān)重要 的。如

果輸出電壓低最好不要用ldo，會(huì)因?yàn)楣ぷ餍实?，可能?dǎo)致散熱不好，器件發(fā)燙。用dcdc 可能會(huì)引入開(kāi)關(guān)噪聲，所以布線時(shí)一定要注意。另，價(jià)格上，使用dcdc 大概是ldo 的兩三倍，差不多要3 毛美金左右一個(gè)。LDO 一般用在可以輸入與輸出壓差比較小的場(chǎng)合，也就是一個(gè)效率的問(wèn)題，而手機(jī)上主芯片所用的CORE，和VDIGITAL，常用的都是DC/DC，基于功耗考慮，1。2 毫安電流對(duì)于待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)短也影響及其大，而且DC/DC 所選配套外圍電路元件較多，考慮因數(shù)較的多，例如線圈的最大電流大小，DCR，尺寸大小等LDO、線性電源，效率較低，受發(fā)熱，體積的限制功率一般不是很大，但電源輸出紋波小沒(méi)有高頻噪聲。DC/DC 就是直流變換器。一般只能作成開(kāi)關(guān)電源，即可降壓也可升壓，原副邊是隔離的，效率要高于LDO。其基本的電路有BUCK(降壓)，BOOST(升壓)，CUK(升降壓)。其擴(kuò)展的拓?fù)溆蟹醇?，正激，半橋，全橋等。。。LDO 難點(diǎn)更在于靜態(tài)功耗做到很低。DCDC 的難點(diǎn)在于效率如何更有效的提高。LDO 是線性穩(wěn)壓器件.只能用做降壓.能量消耗是以電阻上的熱能散發(fā)的.如果輸入輸出電壓差別不大.還是推薦用ldo 的.DC-Dc 可以升壓也可以降壓.轉(zhuǎn)換效率比較高.成本也貴點(diǎn).抗干擾能力強(qiáng).缺點(diǎn)就是噪聲比較大.適合大電流輸出. 常見(jiàn)的入攝像頭散光燈的驅(qū)動(dòng)