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比特派app下载安装苹果|ldo和dcdc的区别

时间:2024-03-09 22:53:59

DC-DC和LDO原理和区别 - 知乎

DC-DC和LDO原理和区别 - 知乎切换模式写文章登录/注册DC-DC和LDO原理和区别北京稳固得电子模块电源设计制造专家LDO:LOW DROPOUT VOLTAGE LDO(是low dropout voltage regulator的缩写,整流器),低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中,也就是输出电压必需小于输入电压。优点:稳定性好,负载响应快,输出纹波小。缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源,具有很多种拓扑结构,如BUCK,BOOST等。优点:效率高,输入电压范围较宽。缺点:负载响应比LDO差,输出纹波比LDO大。那么,DC/DC和LDO的区别是什么?DC/DC转换器一般由控制芯片,电感线圈,二极管,三极管,电容构成。DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类:升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。DC-DC简述原理:其实内部是先把DC直流电源转变为交流电电源AC。通常是一种自激震荡电路,所以外面需要电感等分立元件。然后在输出端再通过积分滤波,又回到DC电源。由于产生AC电源,所以可以很轻松的进行升压跟降压。两次转换,必然会产生损耗,这就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的问题。对比:1、DCtoDC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。2、LDO:低压差线性稳压器的突出优点是具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。新型LDO可达到以下指标:30μV输出噪声、60dBPSRR、6μA静态电流及100mV的压差。LDO简述原理:线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P沟道场效应管,而不是通常线性稳压器中的PNP晶体管。P沟道的场效应管不需要基极电流驱动,所以大大降低了器件本身的电源电流;另一方面,在采用PNP管的结构中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态降低输出能力,必须保证较大的输入输出压差;而P沟道场效应管的压差大致等于输出电流与其导通电阻的乘积,极小的导通电阻使其压差非常低。当系统中输入电压和输出电压接近时,LDO是最好的选择,可达到很高的效率。所以在将锂离子电池电压转换为3V电压的应用中大多选用LDO,尽管电池最后放电能量的百分之十没有使用,但是LDO仍然能够在低噪声结构中提供较长的电池寿命。便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2.3V,变化范围很大。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波。一、LDO的基本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(PNP晶体管,注:实际应用中,此处常用的是P沟道场效应管)、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Uin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(Uout*R2/(R1+R2))相比较,两者的差值经放大器A放大后.Uout=(U+-U-)*A注A為比較放大器的倍數,)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Uref与取样电压Uin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(OutputVoltage)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(MaximumOutputCurrent)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(DropoutVoltage)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(GroundPinCurrent)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(LoadRegulation)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2-1OutputVoltage&OutputCurrent(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(LineRegulation)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2-2OutputVoltage&InputVoltage(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。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)典型应用四、DC-DC应当可以这样理解:DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高,许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。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。五、LDO与DC/DC对比首先从效率上说,DC/DC的效率普遍要远高于LDO,这是其工作原理决定的。其次,DC/DC有Boost,Buck,Boost/Buck,(有人把ChargePump也归为此类);而LDO只有降压型。再次,也是很重要的一点,DC/DC因为其开关频率的原因导致其电源噪声很大,远比LDO大的多,大家可以关注PSRR这个参数.所以当考虑到比较敏感的模拟电路时候,有可能就要牺牲效率为保证电源的纯净而选择LDO。还有,通常LDO所需要的外围器件简单,占面积小,而DC/DC一般都会要求电感,二极管,大电容,有的还会要MOSFET,特别是Boost电路,需要考虑电感的最大工作电流,二极管的反向恢复时间,大电容的ESR等等,所以从外围器件的选择来说比LDO复杂,而且占面积也相应的会大很多。发布于 2021-02-04 08:31电源开关电源​赞同 59​​1 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

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LDO与DCDC这次给它彻底搞懂

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1.前言

LDO(低压差线性稳压器)、DC-DC(直流-直流变换器)是在做板卡电源设计时候最常用的电源芯片;两者都有着自己明显的优缺点。**从定义来看的话LDO也是一种直流转直流电源芯片,即它属于DC-DC电源。但是LDO只能用作降压,而DC-DC不仅可以降压还能升压,反相。**那我们在硬件设计过程中该怎么选择合适的电电源模块来为芯片供电呢?看完这篇文章希望对你有帮助,不妥之处还望指正,共同进步!

2.先来说说LDO

**(A) LDO模块的内部结构及功能

LDO电源基本由三大模块组成:调整电路模块、反馈电路模块、误差放大模块(是不是很easy…)

反馈模块:经R1上的分压对LDO输出电压进行采集;R1与R2电阻误差为1%;

误差放大模块:将采集到的电压信号输入到比较器的反向端与正向端电压(实际想稳压输出的电压)进行比较,再将比较结果进行放大;有的LDO内部为节省器件面积,没有对Vref进行滤波处理,在这种请况下就需要在Vref引脚上10微法电容保证其低噪声和低纹波的输入;

调整模块:比较器输出的放大信号输入到MOS管的门级,使MOS管调整自身的导通压降,从而实现对输出的电压进行调整;其内部MOS管工作线性区。

(B) LDO电源的特点: 当输入电压或负载电流发生变化时,LDO仍可以保持稳定的电压输出;(这就是闭环系统的优势)。这里有一个LDO的负载调整率的名词,可以自行百度下比较好理解,它也是LDO选型时的一个重要参数

LDO的功率损耗W=(VIN-VOUT)I,从这个公式可以总结出,当输出的电压与输入电压的差值越大的时候LDO的自身消耗就越大,这部分消耗的功率基本上都是花费在调整电路模块;同理LDO的输出电流通常也比较小。正因为这一点就限制了LDO在做硬件设计的时的使用范围;其最大功耗受限制于散热条件不能超过3W这下明白LDO为什么叫"低压差"线性稳压器件了吗?**

当输出电源需要长线传输时,为减小传输线上的压降,常采用输出补偿的方式进行处理(Vout=12V,传输损耗1V,补偿后调节输出Vout=13V,),但是种方式缺乏灵活性,因此有些LDO器件/DC-DC引脚上添加了SENSE管脚,实质上是对负载电压进行测量,在负载的电源输入端,通过0R电阻将负载端的电压信息引回至电源芯片SENSE(可以理解为反馈信号),**一般建议SENSE信号仅对大电流场合使用,一般电流大于10A,当不使用SENSE功能时,SENSE管脚应与Vout直接连接。

(C) LDO电源的优缺点(记住纹波小,效率低) 优点:输出纹波小,成本低,外围电路少,静态电流小,体积小 缺点:效率低,输出功率做不大(同比DC-DC)。 ***

3.再来说说DC-DC

实质:通过内部的高速开关高频率的导通和关断控制占空比例,实现直流电源的电压转换;

开关模式:常见的控制高速开关调制模式有PWM(脉宽调制)和PFM(脉频调制)以及PWM与PFM混合调制;目前市场上某些DCDC电源可工作在PWM/PFM混合调制模式。当其处于轻负载时采用PFM模式,重负载时切换到PWM模式。当然我们最常用的还是PWM调制,基于PWM调制在连续供电的工作模式下(CCM),轻负载会使得芯片的效率很差,工作不稳定,因此在轻负载时,设计上需要提供假负载;

预备知识: DC-DC电源三大拓扑结构:BUCK型(降压),BOOST型(升压),BUCK-BOOST型(反相;本文不做介绍)

占空比:在一个周期内的脉冲信号中,高电平所占的时间比例;

电感电容特性:电感阻碍线圈上的电流突变;电容阻碍电容两端的电压突变,在DC-DC电路中电感线圈上的电流处于稳定状态时,满足如下法则: **伏秒平衡法则:VonTon=VoffToff(这个公式的推导有兴趣的同学可以试试推导一下,大致思路就是对电感的微分方程分别在开关导通和关断两个时间段做积分,要注意上面的条件)

BUCK型拓扑结构: 先说说上图各个器件的作用(BOOST,BUCK-BOOST型同下): Cin、Cout:输入输出电容就不多说了吧,储能滤波; Q:功率MOS管做开关使用,一般选用增强型MOSFET,应降额使用; L:功率电感储能; D:肖特基二极管,作用是当开关关断时为提供续流回路; RL:负载 PWM:DC-DC芯片内部的控制模块输出不同占空比;

再来分析一下当开关导通和关断时的回路状态 When Q On:(上图中的电流回路①,忽略二极管压降) V(L)=Vin-Vout When Q Off:(上图中的电流回路②,忽略二极管压降) V(L)=Vout 综上两式带入伏秒平衡法则得: (Vin-Vout)Ton = VoutToff Vout=VinD(记住这个公式呀。。。。。) 其中D为PWM调制占空比恒0

BOOST型拓扑结构:

区别于BUCK电路拓扑的是:L,D,Q在回路中的相对位置(其实也没啥记的。。。)

When Q On:(输入电压只对电感充电) V(L)=Vin When Q Off:(输出电压由输入电压和功率电感一起提供) V(L)=Vout-Vin 同理带入到伏秒平衡法则公式中化简得: Vout=Vin / (1-D) 由上式可得,Vout恒大于Vin。

DC-DC电源的优缺点 优点:功耗低,效率高,功率大,支持多种电压变换,输入输出可隔离; 缺点:纹波大,电路设计较复杂,成本高,输入输出存在较大延时(储能元件的充电);

4.总结

对比LDO与DC-DC的优缺点,就可以在板级电源设计上结合手册游刃有余;当然在板级电源设计上LDO和DC-DC是要遵从一定的电源架构的,一般可分集中式电源架构、分布式电源架构;尤其是在在系统设备中,这种电源设计架构带来的影响还是蛮大的; 集中式电源架构:统一由板级的输入(12V)作为所有电源芯片的输入级,输出所有板上所需求的各电压(5V 、3.3V、2.2V、1.8V、1、);优点:一级转换即可得到所需电压,效率较高,缺点成本高、PCB占用面积大; 分布式电源架构:采用两级电源转化,系统输入电压(12V)经过一个DC-DC电源模块输出一个中间电压(5V),后面所有的DC-DC模块将中间电压作为输入,输出板上需求电压(3.3V、2.2V、1.8V、1.0V)。 优点:节省成本和PCB面积,缺点效率低。 推荐采用分布式电源设计架构。

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1.前言LDO(低压差线性稳压器)、DCDC(直流-直流变换器)是在做板卡电源设计时候最常用的电源芯片;两者都有着自己明显的优缺点。**从定义来看的话LDO也是一种直流转直流电源芯片,即它属于DC-DC电源。但是LDO只能用作降压,而DC-DC不仅可以降压还能升压,反相。**那我们在硬件设计过程中该怎么选择合适的电电源模块来为芯片供电呢?看完这篇文章希望对你有帮助,不妥之处还望指正,共同进步!2.先来说说LDO(A) LDO模块的内部组成及功能(来看下图。。。)LDO电源基本由三大模块组成:调整电

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专栏目录

电源技术中的ldo与dcdc区别、原理及应用详解

10-15

LDO:LOW DROPOUT VOLTAGE LDO(是low dropout voltage regulator的缩写,整流器)

低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。

优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小。

缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)

DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源。

具有很多种拓朴结构,如BUCK,BOOST,

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  缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)

  DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源。具有很多种拓朴结构,如BUCK,BOOST等。

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LDO :LOW DROPOUT VOLTAGE

  低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。

  优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小。

  缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)

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  具有很多种拓朴结构,如BUCK,BOOST。等。。

  优点:效率高,输入电压范围较宽。

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非常感谢CSDN博主分享的PCIE自学笔记硬件篇+协议浅析,这篇博客让我对PCIE有了更深入的了解。我觉得CSDN博主可以继续写关于如何在PCIE设计中进行性能优化和调试的技术文章,这样的文章对其他用户一定会有很大的帮助。相信CSDN博主的下一篇文章会吸引更多读者的关注。

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关于LDO和DC-DC,看这一篇就够了! - 知乎

关于LDO和DC-DC,看这一篇就够了! - 知乎首发于嵌入式专栏切换模式写文章登录/注册关于LDO和DC-DC,看这一篇就够了!果果小师弟ly摘要:搞嵌入式的一般都是软硬件结合,软件不用说了从C语言到裸机再到RTOS,最后到Linux都要学,那么搞硬件要学啥呢?最关键的两点就是电源和运放,把电源和运放玩好了,基本硬件也就内啥大问题。当然如果不是专业搞硬件,运放其实用到的不多,更多的是电源,毕竟任何一块电路板都离不开电源供电。今天来图解一下大家常说的LDO和DC-DC到底是怎么一回事!为了使大家更加理解,采用大白话的讲解方式,不会涉及太多的专业词汇!一、什么是LDO?LDO即Low Dropout Regulator,是一种低压差线性稳压器。这是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器,如78XX系列的芯片都要求输入电压要比输出电压至少高出2V~3V,否则就不能正常工作。但是在一些情况下,这样的条件显然是太苛刻了,如5V转3.3V,输入与输出之间的压差只有1.7V,显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。针对这种情况,芯片制造商们才研发出了LDO类的电压转换芯片。有低压差功能的线性稳压器,常见的AMS1117,输入输出的最小压差就是1.2V,也就是说如果你想用AMS1117输出一个幅值为3.3V的电压,那么你的输入电压至少要大于4.5V,否则不能输出3.3V电压。而另一个常见的LDO芯片7805,输入输出的最小压差就是2V,也就是说如果你想用LM7805输出一个幅值为5V的电压,那么你的输入电压至少要大于7V,否则不能输出5V电压。这样你讲你是不是就会明白很多了!低压差线性稳压器,故名思意为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中,也就是输出电压必需小于输入电压。优点:稳定性好,负载响应快,输出纹波小。缺点: 效率低,输入输出的电压差不能太大,负载不能太大,目前最大的LDO为5A,但要保证5A的输出还有很多的限制条件。LDO的原理LDO线性稳压器它的内部其实就相当于一个滑动变阻器,当芯片输出电压高于设定值时,会增大滑动变阻器的值,当当芯片输出电压低于设定值时,会减小滑动变阻器的值,如下图所示既然它的内部是一个滑动变阻器,那么就注定了它的发热量比较大,至少是比DC-DC芯片发热量大,因为DC-DC内部是一个开关。LDO为什么会发热?LDO线性稳压器它的内部其实就相当于一个滑动变阻器,输入和输出的压差损耗全部被电阻转化成热能给消耗了,当然会会热。而芯片的功耗:U*I=(Uout-Uin)*Iout。假如我们使用一个降压芯片LM7805输入12V,输出5V/1A,那么芯片的功耗就是(12V-5V)*1A=7W。其实这个7W的功率相当于一个小型的电烙铁了。当芯片温度小于60摄氏度时是安全的,在90到120摄氏度时就处于危险状态,在达到120摄氏度时就会被损坏。二、什么是DC-DC?DC-DC是一种新研制的小型化电源开关模块,它是采用微电子技术,把小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装成一体而构成。有利于简化电源电路设计缩短研制周期,实现最佳指标,广泛应用于各类数字仪表和智能仪器中。这是百度百科的解释,听起来概念有点不清。在嵌入式开发中我们会不仅会接触到LDO电路,还会接触到DCDC开关稳压器。在哪里会遇到了?你的开发板肯定会接电源对吧,而这个电源肯定一般都是外接一个电源适配器12V对吧?而你的芯片一般是5V或者3.3V电源功能对吧?那么你是不是需要将12V电源装换成3.3V电压啊?这时你肯定会想到使用前面的LDO芯片来降压,对吧?但是我们又说了LDO是有低压差功能的线性稳压器,12V转5V他们之间有7V的压降,这个感觉是不是有一点不合适啊?假如是LDO,输入电流为1A,7W的压降功率全部给内部电阻发热了,那电路板你还敢用吗?是的,如果你思考到这里,下面就好说了,这时聪明的人类就发明了DC-DC开关稳压器,所以你发现在你的开发板上只要是12V转5V的芯片全部用的都是DC-DC降压转换芯片。口说无凭,下面来看看几张原理图:那么聪明的你有没有想过为什么他们12V转5V都使用DC-DC,仅仅是因为发热量低吗?是的,但这时其中的一点,DC-DC稳压器的优点还不止这一点,还有一点就是DC-DC效率非常高,可高达95%。为啥DC-DC的发热量低、效率高呢?这就要说一下DC-DC的芯片的原理了。DCDC的原理DCDC开关稳压器它的内部其实就相当于一个开关,当芯片输出电压高于设定值时,开关闭合的时间就短一点,当芯片输出电压低于设定值时,开关闭合的时间就长一点,也就是我所说的PWM脉冲宽度调制,这样就会涉及到一个参数叫做固定开关频率,如下图所示:它的内部既然是一个开关那么输入电压和输出电压之间相当于一个开关隔开了,就不会自身发热了啊,对吧。既然是一个开关,我们使用MOS管,那么它的效率是不是就高了啊。所以不用去死记概念,把我这张图记住就好了。一辈子都不会忘记。效率大比拼开关电源的效率都很高,一般都大与80%,好一点的能达到95%。这怎么理解?比如我需要给我的负载提供5V2A,也就是10W的功率,如果效率在80%,那么输入的功率至少是10W/80%=12.5W,假如我们的输入电压是12V,那么我的输入电流大概只需要12.5W/12V=1A的电流就可以了。换一句话说就是我输入只提供给芯片1A的电流,它就能带动2A的负载,那么是不是很强大,效率很高!同样的活如果让我们的LDO线性稳压器来干,会怎么样呢?LDO的效率一般比较低,大概只有40%左右,这不是我说的,是芯片手册说的。对于LDO,比如我需要给我的负载提供5V2A,也就是10W的功率,效率在在40%的条件下,那么我输入的功率至少是10W/40%=25W,假如我们的输入电压是12V,那么我的输入电流就需要提供25W/12V=2A的电流。换一句话说就是我需要输入给芯片提供2A的电流,它才能带动2A的负载,这样效率是不是就很低!得出结论以及如何选型这样一来,在什么情况下采用哪种方案就一目了然了!LDODC-DC三、实际电路应用设计说了这么多,那么我们的电路板到底使用LDO还是DC-DC呢?其实这两者是配合使用,12V转5V建议使用DC-DC,5V转3.3V建议使用LDO。口说无凭,还是看几家板厂的开发板电源供电电路的实际情况吧!12V转5V板厂型号芯片类型某宝价格左滑可查看完整表格5V转3.3V板厂型号芯片类型某宝价格左滑可查看完整表格可以看到,12V转5V几家板厂都使用DC-DC,5V转3.3V都使用LDO,只有韦东山大哥家5V转3.3V使用的是DC-DC,当然也可以,只要不差钱你都可以使用DC-DC,因为DC-DC芯片肯定比LDO贵,而且电路也比LDO复杂,性能肯定要好很多。下面来具体解析一下这几家使用的芯片。正点原子正点原子的开发板电源芯片是MP2359。MP2359是一种高效率,同步降压型DC/DC转换器,可提供高达1.2A的输出电流,输入电压范围4.5V至24V。特点:4.5V至24V输入电压范围,1.2A输出电流,固定工作频率:1.4MHz。可调输出电压从0.81V到15V,高效率高达92%。提供了快速瞬态响应和简化环路稳定,故障状态保护包括逐周期电流限制和热关机。下图是开发板的电源供电部分原理图至于外围电路为什么是这样配置,在芯片的数据手册已经给出了典型的应用电路,只要按照数据手册给的典型电路配置就可以了。野火野火的开发板电源芯片是RT7272B。RT7272B是一种高效率,电流模式同步降压型DC/DC转换器,可提供高达3A的输出电流,输入电压范围4.5V至36V。特点:4.5V至36V输入电压范围,3A输出电流,固定工作频率: 500kHz。可调输出电压从0.8V到30V,高效率高达95%。输入欠压锁定、输出欠压保护、热关断保护、可调电流限制。下图是开发板的电源供电部分原理图同样,至于外围电路为什么是这样配置,在芯片的数据手册已经给出了典型的应用电路,只要按照数据手册给的典型电路配置就可以了,不需要自己设计外围电路。安富莱安富莱的开发板电源芯片是XL2596。XL2596是一个150KHz的固定频率PWM降压DC/DC变换器,能够驱动一个3A的负载,提供高效率、低纹波和负载调整率。特点:输入电压范围4.5V至40V,输出电压为3.3V, 5V,12V和可调版本。输出可调从1.23V至37V,最大占空比100%。下图是开发板的电源供电部分原理图至于外围电路为什么是这样配置,在芯片的数据手册也已经给出了典型的应用电路,只要按照数据手册给的典型电路配置就可以了。百问网韦东山大哥的开发板电源芯片是MP1495S。MP1495S是一个500KHz的固定频率PWM降压DC/DC变换器,能够驱动一个3A的负载,提供高效率、低纹波和负载调整率。特点:输入电压范围4.5V至16V,输出电压为1V、1.2V、1.8V、2.5V、3.3V、5V和可调版本。下图开发板的电源供电部分原理图至于外围电路为什么是这样配置,在芯片的数据手册已经给出了典型的应用电路,只要按照数据手册给的典型电路配置就可以了。总结:板厂型号芯片类型输入电压输出电压最大输出电流如何避免电路被烧坏?搞嵌入式的免不了和硬件打交道,尤其是在做电源时,经常可能会遇到芯片被烧毁,其实电路被烧毁无非就两种情况:用电端烧毁的原因是电压不对,一般是过高。供电端烧毁的原因是电流太大,一般是短路造成的。比如一个电容的耐压值是25V,那么当你接入高于25V的点电压是,电容可能会烧坏爆炸。又比如一个电源芯片的输出电压是5V,如果你的输出接地,也就是短路了,(可能)会烧坏芯片。接地时输出端与GND之间的电阻无穷小,输出电压一定那么输出电流就会无穷大,就会烧坏你的电路。上图的这张图的情况一定是要避免的,否则你的电路很可能会GG。保证负载的正负极没有插反、保证电源供电的电压等于用电端负载需要的电压、保证用电端负载电流小于供电电源能提供的电流。换句话说:你的元器件一定不能正负极接反、你的芯片需要5V的电源,你电源提供的给芯片的电源就一定不能超过5V;你电源芯片最大提供的电流是3A,你负载的电流就不能超过3A。出现上述情况的任何一种,你的电路肯定会被烧坏。即使你有时候发现这样做电路没有烧坏,那是因为电路有保护机制,比如过流保护、过压保护等,但并不能保证你每次的运气就会这么好。说不定哪天你心情不好或者随地吐一口口痰就不会有好运气了。最后现在你应该明白了在做电源部分时如何选择电源芯片了吧,也不要担心电源外围电路不会配置,工程师已经都给你设置好了电路图,所以多看看数据手册。另外本文所提到的芯片数据手册已上传至gitee,需要的可以下载研读一下。关于LDO和DC-DC的基础知识就这么多,其他的就是在这个基础上进行发散,只要原理明白,一切都好说。https://gitee.com/zhiguoxin/Wechat-Data.git发布于 2021-11-16 13:53模拟电路DC(Detective Comics)DC扩展宇宙(DC Extended Universe)​赞同 217​​18 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录嵌入式专栏最全的嵌入式知识都在

LDO和DC-DC的有什么区别及优缺点? - 知乎

LDO和DC-DC的有什么区别及优缺点? - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答​切换模式登录/注册DC(Detective Comics)直流输电LDO和DC-DC的有什么区别及优缺点?关注者21被浏览106,775关注问题​写回答​邀请回答​好问题 2​添加评论​分享​10 个回答默认排序电子元器件MOS管、TVS管、LDO、DC/DC、LED、肖特基二极管​ 关注LDO是低压降的意思,这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA,电压降只有100mV。DC-DC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DC-DC转换器,包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DC-DC。LDO线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET,而普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面,采用PNP晶体管的电路中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力, 输入和输出之间的电压降不可以太低;而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由於MOSFET的导通电阻很小,因而它上面的电压降非常低。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。如果输入电压和输出电压不是很接近,就要考虑用开关型的DC-DC了,应为从上面的原理可以知道,LDO的输入电流基本上是等于输出电流的,如果压降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高,许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。总之,升压是一定要选DC-DC的,降压,是选择DCDC还是LDO,要在成本,效率,噪声和性能上比较。发布于 2019-04-10 18:05​赞同 25​​添加评论​分享​收藏​喜欢收起​森山​智能家居等 2 个话题下的优秀答主​ 关注LDO纹波小,但损耗大,发热大,电流越大,压降越大,发热损耗越厉害。DCDC效率高,输入范围大,压降和发热关系不大,但开关方式下电源噪声比较厉害,而且布线比LDO要注意的地方更多,尽量参考官方的建议来布线。另外DCDC也可以做BOOST升压用。在低功耗有要求的项目,优先选择DCDC,一些模拟、小信号放大,尽量选择LDO。编辑于 2021-04-08 23:30​赞同 21​​1 条评论​分享​收藏​喜欢

DC/DC和LDO的区别是什么?以及如何选择?_开关稳压电源与dc/dc的关系-CSDN博客

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DC/DC和LDO的区别是什么?以及如何选择?_开关稳压电源与dc/dc的关系-CSDN博客

DC/DC和LDO的区别是什么?以及如何选择?

学海无涯_come on

已于 2022-01-20 16:08:12 修改

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电源设计

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DC-DC和LDO

于 2022-01-20 14:41:30 首次发布

原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_33423069/article/details/112694738

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电源设计

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LDO是线性电源,DC/DC是开关电源(SMPS),是两种不同种类电源,工作原理也不相同。

开关电源和线性电源的区别?

开关电源(SMPS)和低压差线性稳压电源(LDO):从模型理解原理_电源技术与新能源-面包板社区

LDO,DC/DC如何选型?

LDO和DC-DC俩者性能指标差异主要是:线性稳压电源(LDO)的输出电压纹波小,然而在输入工作电压和输出电压相距比较大时转换成工作效率较低,只有降压不可以升压。开关稳压电源(DC-DC)的纹波大,然而在输入工作电压和输出电压相距比较大时转换成工作效率较高,并能完成升、降压输出。具体细节区别如下所示:

LDO外围器件少,电路简单,成本低;DC-DC外围器件多,电路复杂,成本高;LDO负载响应快,输出纹波小;DC-DC负载响应比LDO慢,输出纹波大;LDO效率低,输入输出压差不能太大;DC-DC效率高,输入电压范围宽泛;LDO只能降压;DC-DC支持降压和升压;LDO和DC-DC的静态电流都小,根据具体的芯片来看;LDO输出电流有限,最高可能就几A,且达到最高输出和输入输出电压都有关系;DC-DC输出电流高,功率大;LDO噪声小;DC-DC开关噪声大,为了提高开关DC-DC的精度,很多应用会在DC-DC后端接LDO;LDO分为可调和固定型;DC-DC一般都是可调型,通过FB反馈电阻调节

DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种(个人不认可,LDO是线性电源),但目前DC/DC多指开关电源SMPS。

  具有很多种拓朴结构,如BUCK,BOOST,BUCK/BOOST等。

  优点:效率高,输入电压范围较宽。

  缺点:负载响应比LDO差,输出纹波比LDO大。

LDO:LOWDROPOUTVOLTAGELDO(是lowdropoutvoltageregulator的缩写,整流器)

  低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。

  优点:稳定性好,负载响应快。PSRR和输出纹波小。它的外围器件也少,通常只有一两个旁路电容。

  缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)

现在的LDO集成度高,一般只需要2个电容(一般是2个1uF)和一个LDO芯片即可,电路简单,如下所示:

 

一文弄懂LDO和DC/DC的区别及优缺点_-CSDN博客

DC/DC和LDO的区别是什么?

  DC/DC转换器一般由控制芯片,电杆线圈,二极管,三极管,电容构成。DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类:升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。

  DC-DC,(简述原理)

  其实内部是先把DC直流电源转变为交流电电源AC。通常是一种自激震荡电路,所以外面需要电感等分立元件。

  然后在输出端再通过积分滤波,又回到DC电源。由于产生AC电源,所以可以很轻松的进行升压跟降压。两次转换,必然会产生损耗,这就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的问题。

  对比:

  1、DCtoDC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。

  2、LDO:低压差线性稳压器的突出优点是具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。新型LDO可达到以下指标:30μV输出噪声、60dB 电源抑制比PSRR、6μA静态电流及100mV的压差。

  LDO简述原理:

  线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P沟道场效应管,而不是通常线性稳压器中的PNP晶体管。P沟道的场效应管不需要基极电流驱动,所以大大降低了器件本身的电源电流;另一方面,在采用PNP管的结构中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态降低输出能力,必须保证较大的输入输出压差;而P沟道场效应管的压差大致等于输出电流与其导通电阻的乘积,极小的导通电阻使其压差非常低。

当系统中输入电压和输出电压接近时,LDO是最好的选择,可达到很高的效率。所以在将锂离子电池电压转换为3V电压的应用中大多选用LDO,尽管电池最后放电能量的百分之十没有使用,但是LDO仍然能够在低噪声结构中提供较长的电池寿命。

  便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2.3V,变化范围很大。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波。

一、LDO的基本原理

  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(PNP晶体管,注:实际应用中,此处常用的是P沟道场效应管)、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Uin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(Uout*R2/(R1+R2))相比较,两者的差值经放大器A放大后.Uout=(U+-U-)*A注A為比較放大器的倍數,)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Uref与取样电压Uin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

式(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

负载调整率=(空载时输出电压-满载时输出电压)/(额定负载时输出电压)*100%

负载调整率是判定稳压电源的一项重要指标,当负载电流变化时稳压电源的输出电压相应的变化,通常以输出电流从0变化到额定最大电流时,输出电压的变化量和输出电压的百分比值来表示。

通常的指标为3%--5%

6.线性调整率(Line Regulation)

也叫电源调整率、输入电压调整率、线路调整率、线电压调整率

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

//

输入电压调整率又叫线路调整率

计算公式如下:

V0(max)-V0(min) / V0(normal)

电源调整率也可以用另一种方式来阐述:在输入电压变化的前提下,输出电压的变化量必须在指定的范围的绝对值内。

电压调整率=(电源空载电压-额定负载和功率因数时的输出电压)/空载电压。

一般要求电压调整率不超过±0.1%。

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。

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

四、DC-DC

应当可以这样理解:DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。

DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高,许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。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。

开关电源DC-DC(Directcurrent-Directcurrent)转换器是由调节芯片、电杆电磁线圈、二极管、三极管和电容器组合而成,开关电源DC-DC为转换成输入工作电压后有效输出稳定工作电压的电压转换器。开关稳压电源(DC-DC)是利用开关电源电路输出占空比或工作频率可调式的脉冲发生器,利用高频率稳压管、电感器、电容器形成直流电输出电压,利用更改占空比或工作频率而调节输出电压。

开关电源DC-DC包括三种类型:BUCK(降压)、BOOST(升压)、BUCK/BOOST(升降压)。按照市场需求可选用三种调节:

PWM调节型工作效率高并具备良好的输出电压纹波和噪声,

PFM调节型即便长时间应用,特别是在小负载时具备耗电量小的特点。

PWM/PFM转换型小负载时推行PFM调节,且在重负载时系统自动转换成到PWM调节。

一个典型的DC-DC BUCK电路,包括输入输出电容,FREQ频率设置,EN使能管脚,FB反馈电阻,SW上加续流二极管和电感,BST电容,COMP频率补偿等,如下图所示:

 

五、LDO与DC/DC对比

1,首先,从效率上说,

DC/DC的效率普遍要远高于LDO,这是其工作原理决定的。其次,DC/DC有Boost,Buck,Boost/Buck,(有人把ChargePump也归为此类);而LDO只有降压型。

     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。      如果输入电压和输出电压不是很接近,就要考虑用开关型的DC-DC了,应为从上面的原理可以知道,LDO的输入电流基本上是等于输出电流的,如果压降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。

2,再次,从开关噪声和输出纹波上说,也是很重要的一点,

DC/DC因为其开关频率的原因导致其电源噪声很大,远比LDO大的多,大家可以关注电源抑制比PSRR这个参数.

所以当考虑到比较敏感的模拟电路时候,有可能就要牺牲效率为保证电源的纯净而选择LDO。

3,最后,从面积和外围器件上说,

通常LDO所需要的外围器件简单,占面积小;

而DC/DC一般都会要求电感,二极管,大电容,有的还会要MOSFET,特别是Boost电路,需要考虑电感的最大工作电流,二极管的反向恢复时间,大电容的ESR等等,所以从外围器件的选择来说比LDO复杂,而且占面积也相应的会大很多。

DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高,许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。

 4,总之:升压是一定要选DC-DC电源模块,降压,是选择DCDC还是LDO,要在成本,效率,噪声和性能上比较。

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DC/DC和LDO的区别是什么?以及如何选择?

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​一.LDO的典型应用电路

​ LDO分为固定输出电压模式和可调输出电压模式,其中图2(a)为固定电压输出模式,图2(b)为可调输出电压模式。

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定义

LDO

LDO :LOW DROPOUT VOLTAGE

低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。

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1、技术栈:java,springboot,vue,ajax,maven,mysql,MyBatisPlus等

开发语言:Java

框架:SpringBoot

JDK版本:JDK1.8

数据库:mysql 5.7

数据库工具:SQLyog/Navicat

开发软件:eclipse/myeclipse/idea

Maven包:Maven

浏览器:谷歌浏览器

2、系统的实现

用户信息

图片素材

视频素材

摘 要 I

目 录 III

第1章 绪论 1

1.1选题动因 1

1.2背景与意义 1

第2章 相关技术介绍 3

2.1 MySQL数据库 3

2.2 Vue前端技术

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DC-DC与LDO的区别及原理-CSDN博客

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DC-DC与LDO的区别及原理

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已于 2022-02-20 10:17:17 修改

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DC-DC

LDO

于 2021-04-17 09:31:07 首次发布

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。

本文链接:https://blog.csdn.net/chengoes/article/details/115787481

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在设计电源电路时,我们经常需要选择DCDC还是LDO等问题,今天就来一起研究一下两者的区别与原理。硬件之家原创文章

一、DC-DC与LDO的区别

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低压差线性稳压器(low dropout voltage regulator),仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。

优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小。缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)

DC/DC

直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源。具有很多种拓朴结构,如BUCK(降压)。BOOST(升压)等。

优点:效率高,输入电压范围较宽。缺点:负载响应比LDO差,输出纹波比LDO大。

二、DC-DC与LDO的原理

1、DC-DC原理

DC/DC电源指直流转换为直流的电源,从这个定义上看,LDO(低压差线性稳压器)芯片也应该属于DC/DC电源,但一般只将直流变换到直流,且这种转换是通过开关方式实现的电源称为DC/DC电源。

要理解DC/DC的工作原理,首先得了解一个定律和开关电源的三种基本拓扑(不要以为开关电源的基本拓扑很难,你继续往下看)。

电感电压伏秒平衡定律

一个功率变换器,当输入、负载和控制均为固定值时的工作状态,在开关电源中,被称为稳态。稳态下,功率变换器中的电感满足电感电压伏秒平衡定律:对于已工作在稳态的DC/DC功率变换器,有源开关导通时加在滤波电感上的正向伏秒一定等于有源开关截止时加在该电感上的反向伏秒。

电感的基本方程为:V(t)=L*dI(t)/dt,即电感两端的电压等于电感感值乘以通过电感的电流随时间的变化率。

1、当一个电感突然加上一个电压时,其中的电流逐渐增加,并且电感量越大,其电流增加越慢;

2、当一个电感上的电流突然中断,会在电感两端产生一个瞬间高压,并且电感量越大该电压越高;

进一步可参见百度文库:https://wenku.baidu.com/view/0aa580691eb91a37f1115ce8.html

1.1、BUCK降压型

当PWM驱动MOS管Q1导通时,忽略MOS管的导通压降,此时电感两端电压保持不变为Vin-Vo,根据电感的基本方程:V(t)=L*dI(t)/dt,电感电流将呈线性上升,此时电感正向伏秒为:V*Ton=(Vin-Vo)*Ton。

当PWM驱动MOS管Q1截至时,电感电流经过续流二极管D1形成回路(忽略二极管压降)且电感电流不发生突变,同样电感两端电压也保持不变为Vo,方向与(Vin-Vo)相反,电感电流呈线性下降,此时电感反向伏秒为:V*Toff=Vo*(Ts-Ton),Ts为PWM波形周期。

根据电感电压伏秒平衡定律可得:(Vin-Vo)*Ton =Vo*(Ts-Ton)

即Vo=D*Vin (D为占空比)

1.2、BOOST升压型

BOOST升压型基本拓扑的简化原理图,其分析方法和BUCK电路分析类似。

当PWM驱动MOS管导通时,此时电感的正向伏秒为:Vin*Ton; 当PWM驱动MOS管截至时,此时电感的反向伏秒为:(Vo- Vin)*(Ts-Ton)。

根据电感电压伏秒平衡定律可得:Vin*Ton =(Vo- Vin)*(Ts-Ton)

即Vo=Vin/(1-D)

1.3、接下来我们来看看DC/DC电源芯片内部的单元模块,并且给大家看看基本拓扑与电源芯片的联系,先来看一个图:

2、LDO原理

LDO工作原理就一句话:通过运放调节P-MOS的输出。

运放,控制P-MOS的打开程度。

LDO内部产生一个基准电压,作为运放的反向电压,将LDO的输出电压通过分压作为运放的正向输入电压。运放的输出去控制P-MOS管的工作状态

P-MOS,相当于一个压控的可变电阻。

 P-MOS处于线性电阻区,可看成一个压控可变电阻。输入的VIN电压,经过这个P-MOS管后变为输出电压,这里P-MOS管的作用为将输入电压通过P-MOS的线性电阻区,将电压动态衰减值VOUT电压。

LDO是一种直流降压型的线性稳压器,其在输入电压或者负载电流发生变化的情况下仍然可以保持稳定的输出电压。如今的LDO电路具有体积小,噪声低,功耗低,价格低廉,使用方便等特点,但其基本的结构比较简单,包含了电压基准源(VREF),误差放大器(EA),调整管(MPASS),反馈电阻(Rl,R2)四个模块,如上图所示。

其中电压基准源为误差放大器提供了高精度的基准电压,误差放大器、调整管以及反馈电阻组成了LDO的控制环路,当输入电压或者负载电流变化的时候,输出电压VoUT也要做出相应的变化,此时LDO通过它的控制环路的负反馈调节作用可以抑制输出电压Votrr的变化。

如图所示,当输出电压降低时,通过反馈电R1,R2的分压作用,反馈电压VFB也相应的降低,基准电压源于误差放大器的反向输入端提供了稳定的参考电压,反馈电压VFB接误差放大器的正向输入端,误差放大器的输出电压VEA相应减小,调整管MPASS的栅极电压降低,栅源电压差值增加,漏极电流增加,输出电压Votrr相应增加,抑制了输出电压Votrr的降低,从而保持在稳定的输出。

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DC-DC与LDO的区别及原理

一、DC-DC与LDO的区别LDO低压差线性稳压器(low dropout voltage regulator),仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小。 缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)DC/DC直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/

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专栏目录

ldo与dcdc区别、原理及应用详解

01-13

LDO:LOW DROPOUT VOLTAGE LDO(是low dropout voltage regulator的缩写,整流器)

低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。

优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小。

缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)

DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源。

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DC-DC与LDO电路

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DC-DC和LDO是两种常见的电源管理电路。

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LDO电路是一种线性电源管理电路,它可以将高电压降到低电压。相对于DC-DC电路,LDO电路的转换效率较低,但通常具有更低的噪声和较好的稳定性,因此在对电源噪声和稳定性要求较高的应用中得到广泛应用。

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【详解】DC-DC与LDO傻傻分不清?一文搞定! - 知乎切换模式写文章登录/注册【详解】DC-DC与LDO傻傻分不清?一文搞定!亿佰特物联网应用​专注物联网通信应用。LDO:LOW DROPOUT VOLTAGELDO即低压差线性稳压器,线性稳压器仅能使用在降压应用中,也就是输出电压必需小于输入电压。优点:稳定性好,负载响应速度快,无开关噪声,输出纹波小,外围简单;缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大,带载电流小,目前LDO支持最大5A且要保证输出稳定还有诸多的限制条件。DC-DC转换器: Direct current-Direct current converterDC-DC转换器即直流电压转直流电压转换器,严格来说,LDO也是DC-DC的一种,目前DC-DC多指开关电源。具有多种拓扑结构,如BUCK、BOOST等可做降压、升压。优点:效率高,功耗小,输入输出电压范围宽;缺点:有开关噪声,负载响应速度低于LDO,输出纹波较LDO更大,外围复杂;LDO工作原理:低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1所示,该电路由串联调整管VT(PNP晶体管,注:实际应用中,此处常用的是P沟道场效应管)、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。图1.LDO基本电路输入电压Uin经过稳压作为参考电源Vref(常由LDO内部自带)加在比较器A的同相输入端,与加在反相输入端的输出反馈电压相比较,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:Vout=Vref*(1+R1/R2)当输出电压Uout降低时,基准电压Uref与取样电压Uin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PMOSFET。DC-DC转换器工作原理:DC-DC转换器具有多种拓扑结构,可以进行直流电压的降压和升压。我们公司常用的DC-DC芯片例如MP1584、TD1457、JW5211均为非同步降压转换器,均采用BUCK电路结构。同步DC-DC与非同步DC-DC的区别在与非同步使用二极管作为续流二极管,同步架构采用MOS管续流图2为典型的BUCK电路结构,下面将以该电路为基础简单的分析BUCK是如何降压的。图2.DC-DC转换器BUCK电流结构对开关管T加驱动信号Vs,当开关管T导通时,Veo=Vs,Veo对电感进行充电储能,电感电流呈上升趋势;当开关管T截止时,Veo=gnd,此时电感通过续流二极管对输出电容和负载进行供电,通过调节Vg的占空比,满足不同负载需求。应当说明,实际的DC-DC转换器中还包含了输出电压采集电路、参考电源、电压比较电路、占空比控制电路等。工作时输出电压采集电路反馈输出电压,通过与参考电源的比较后输出控制信号条件占空比以达到稳压输出的目的。发布于 2021-09-24 15:11电路​赞同 18​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请

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电子发烧友网>电源/新能源>AC-DC/DC-DC转换>ldo与dcdc区别、原理及应用详解

ldo与dcdc区别、原理及应用详解

来源:网络•作者:佚名•

2016-12-14 11:49

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LDO:LOW DROPOUT VOLTAGE LDO(是low dropout voltage regulator的缩写,整流器)

低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。

优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小。

缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)

DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源。

具有很多种拓朴结构,如BUCK,BOOST,等。

优点:效率高,输入电压范围较宽。

缺点:负载响应比LDO差,输出纹波比LDO大。

DC/DC和LDO的区别是什么?

DC/DC转换器一般由控制芯片,电杆线圈,二极管,三极管,电容构成。DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类:升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。

DC-DC,(简述原理)

其实内部是先把DC直流电源转变为交流电电源AC。通常是一种自激震荡电路,所以外面需要电感等分立元件。

然后在输出端再通过积分滤波,又回到DC电源。由于产生AC电源,所以可以很轻松的进行升压跟降压。两次转换,必然会产生损耗,这就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的问题。

对比:

1、DCtoDC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。

2、LDO:低压差线性稳压器的突出优点是具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。新型LDO可达到以下指标:30μV输出噪声、60dBPSRR、6μA静态电流及100mV的压差。

LDO简述原理:

线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P沟道场效应管,而不是通常线性稳压器中的PNP晶体管。P沟道的场效应管不需要基极电流驱动,所以大大降低了器件本身的电源电流;另一方面,在采用PNP管的结构中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态降低输出能力,必须保证较大的输入输出压差;而P沟道场效应管的压差大致等于输出电流与其导通电阻的乘积,极小的导通电阻使其压差非常低。当系统中输入电压和输出电压接近时,LDO是最好的选择,可达到很高的效率。所以在将锂离子电池电压转换为3V电压的应用中大多选用LDO,尽管电池最后放电能量的百分之十没有使用,但是LDO仍然能够在低噪声结构中提供较长的电池寿命。

便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2.3V,变化范围很大。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波。

一、LDO的基本原理

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(PNP晶体管,注:实际应用中,此处常用的是P沟道场效应管)、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Uin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(Uout*R2/(R1+R2))相比较,两者的差值经放大器A放大后.Uout=(U+-U-)*A注A為比較放大器的倍數,)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Uref与取样电压Uin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。

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本文导航第 1 页:ldo与dcdc区别、原理及应用详解第 2 页:低压差线性稳压器的主要参数第 3 页:LDO的典型应用

开关电源(466610)

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ldo(151650)

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DCDC(69656)

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