DC-DC與LDO比較

ID:105323 · 發(fā)表于 2016-2-23 01:06

　1 LDO

　　LDO是低壓降的意思，這有一段說明：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。它需要的外接元件也很少，通常只需要一兩個旁路電容。新的LDO線性穩(wěn)壓器可達到以下指標：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到這個水平，主要原因在于其中的調整管是用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是電壓驅動的，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通電阻的乘積。由於MOSFET的導通電阻很小，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，可達到很高的效率。所以，在把鋰離子電池電壓轉換為3V輸出電壓的應用中大多選用LDO穩(wěn)壓器。雖說電池的能量最後有百分之十是沒有使用，LDO穩(wěn)壓器仍然能夠保證電池的工作時間較長，同時噪音較低。

　　如果輸入電壓和輸出電壓不是很接近，就要考慮用開關型的DC-DC了，應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上能量太大，效率不高。

　　2 DC-DC

　　DC-DC轉換器包括升壓、降壓、升/降壓和反相等電路。DC-DC轉換器的優(yōu)點是效率高、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和開關噪音較大、成本相對較高。

　　近幾年來，隨著半導體技術的發(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，體積越來越小。由於出現了導通電阻很小的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，對于中小功率的應用，可以使用成本低小型封裝。另外，如果開關頻率提高到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、限流、PFM或者PWM方式選擇等。

　　總的來說，升壓是一定要選DC-DC的，降壓，是選擇DC-DC還是LDO，要在成本，效率，噪聲和性能上比較。

　　3 LDO與DC-DC比較

　　首先從效率上說，DC-DC的效率普遍要遠高于LDO,這是其工作原理決定的。

　　其次，DC-DC有Boost,Buck,Boost/Buck,（有人把Charge Pump也歸為此類）。而LDO只有降壓型。

　　再次，也是很重要的一點，DC-DC因為其開關頻率的原因導致其電源噪聲很大，遠比LDO大的多，大家可以關注PSRR這個參數。所以當考慮到比較敏感的模擬電路時候，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單，占面積小，而DC-DC一般都會要求電感，二極管，大電容，有的還會要MOSFET,特別是Boost電路，需要考慮電感的最大工作電流，二極管的反向恢復時間，大電容的ESR等等，所以從外圍器件的選擇來說比LDO復雜，而且占面積也相應的會大很多。