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ldo和dcdc的區(qū)別,應用,ldo和dcdc的優(yōu)缺點-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2024-06-26 

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ldo和dcdc的區(qū)別,應用,ldo和dcdc的優(yōu)缺點-KIA MOS管


ldo和dcdc詳解

LDO和DC-DC的主要區(qū)別在于它們的工作原理、應用場景、效率、輸出紋波、負載響應速度以及電路復雜性。


工作原理和拓撲結(jié)構(gòu):

LDO(低壓差線性穩(wěn)壓器)主要依靠調(diào)整電路管的阻抗變化來保持輸出電壓穩(wěn)定,通過負反饋系統(tǒng)調(diào)整PMOS管的G極電壓,從而控制輸出電流和電壓,實現(xiàn)穩(wěn)壓。LDO的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括基準參考電壓源、誤差放大器、分壓取樣電阻(構(gòu)成反饋網(wǎng)絡)以及調(diào)整元件。


DC-DC轉(zhuǎn)換器是一種在直流電路中將一個電壓值的電能轉(zhuǎn)換為另一個電壓值的電能轉(zhuǎn)換裝置,包括BUCK(降壓)、BOOST(升壓)、BUCK/BOOST(升降壓)等多種類型。DC-DC轉(zhuǎn)換器通過開關方式實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換,具有多種拓撲結(jié)構(gòu)。


LDO簡介

LDO是low dropout regulator的簡稱,即低壓差線性穩(wěn)壓器,這是相對于傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器來說的,傳統(tǒng)的穩(wěn)壓器,輸入比輸出要高出很多,否則無法工作,LDO可能輸入比輸出高1~2V即可。


LDO低壓差,主要是內(nèi)部使用PMOS管,普通的線性穩(wěn)壓器使用的是PNP三極管,PMOS是電壓驅(qū)動,無需電流,大大減少LDO本身消耗的電流;普通的穩(wěn)壓器為了防止PNP三極管進入飽和狀態(tài)而降低輸出能力,所以輸入輸出壓降不能太低,而PMOS管的導通內(nèi)阻很小,導通壓降等于導通內(nèi)阻乘以輸出電流,所以導通壓降很低。


LDO典型電路

現(xiàn)在的LDO集成度高,一般只需要2個電容(一般是2個1uF)和一個LDO芯片即可,電路簡單。

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DC-DC簡介

DC-DC是一種在直流電路中將一個電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€電壓值的電能的裝置,嚴格意義上LDO也是一種DC-DC,在電源芯片選型中,LDO和DC-DC則是兩種完全不同的芯片。


DC-DC包括三種類型:BUCK(降壓)、BOOST(升壓)、BUCK/BOOST(升降壓)。

DC-DC典型電路

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一個典型的DC-DC BUCK電路,包括輸入輸出電容,F(xiàn)REQ頻率設置,EN使能管腳,F(xiàn)B反饋電阻,SW上加續(xù)流二極管和電感,BST電容,COMP頻率補償?shù)取?/span>


LDO、DCDC的特點

LDO特點

外圍電路簡單,價格便宜

相比DCDC轉(zhuǎn)換器的應用需要電感、電容、電阻、二極管等外圍器件,且布局也有講究,

LDO的應用設計簡單,除了輸入、輸出端加上濾波電容,或者輸出端增加并聯(lián)電阻做假負載外,不需要其他外圍器件;

LDO芯片價格一般相對便宜,且外圍電路簡單,成本低。

噪聲低、紋波小

其原理為線性調(diào)節(jié)不會產(chǎn)生開關噪聲,噪聲小、輸出電壓紋波小。

效率較低

LDO應用中要注意輸入電壓與輸出電壓差不能太大,否則效率會非常低,溫升也增加大。

LDO效率可通過η= Vout/Vin ×100%,

比如,輸入電壓Vin為12V,輸出電壓Vout為3.3V,計算得出效率η=27.5%,效率很低。


DCDC特點

效率高、輸入電壓范圍寬、大電流輸出

相比LDO穩(wěn)壓器,DCDC的優(yōu)點是輸入電壓范圍寬、功耗低、效率高(可達90&以上)、支持降壓、升壓(Boost)、反相等變換,且支持大電流的輸出,還支持輸入輸出端的隔離;

而缺點也比較明顯,紋波較大、開關噪聲大、電路設計較復雜、成本相對較高、輸入輸出存在較大延時等。


LDO和DC-DC區(qū)別

從上面的一些描述中,可以大致得出LDO和DC-DC的區(qū)別:

LDO外圍器件少,電路簡單,成本低;DC-DC外圍器件多,電路復雜,成本高;

LDO負載響應快,輸出紋波??;DC-DC負載響應比LDO慢,輸出紋波大;

LDO效率低,輸入輸出壓差不能太大;DC-DC效率高,輸入電壓范圍寬泛;

LDO只能降壓;DC-DC支持降壓和升壓;

LDO和DC-DC的靜態(tài)電流都小,根據(jù)具體的芯片來看;

LDO輸出電流有限,最高可能就幾A,且達到最高輸出和輸入輸出電壓都有關系;DC-DC輸出電流高,功率大;

LDO噪聲?。籇C-DC開關噪聲大,為了提高開關DC-DC的精度,很多應用會在DC-DC后端接LDO;

LDO分為可調(diào)和固定型;DC-DC一般都是可調(diào)型,通過FB反饋電阻調(diào)節(jié);


應用場景:

LDO適用于需要簡單電路和低成本的應用,如便攜式設備和低功耗系統(tǒng)中,因其具有穩(wěn)定性好、負載響應快、輸出紋波小的優(yōu)點。

DC-DC轉(zhuǎn)換器適用于需要高效率和高輸入電壓范圍的應用,如工業(yè)自動化、電力控制等領域,支持降壓和升壓,具有效率高、輸入電壓范圍寬泛的優(yōu)點。


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