1、LDO 与 DCDCLDO 是 low dropout regulator,意为低压差线性稳压器,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高出 2v3V 以上,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,输入与输出的压差只有 1.7v,显然是不满足条件的。针对这种情况,才有了 LDO 类的电源转换芯片。LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 1
2、00mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的 LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为 200mV 左右;与之相比,使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP 设备类似。 更新的发展使用 CMOS 功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。使用 CMOS,通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。如果负载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。DCDC 的
3、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。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30V,PSRR 为 60dB,静态电流 6A,电压降只有 100mV。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。
4、 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。由于 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。所以,在把锂离子电池电压转换为 3V 输出电压的应用中大多选用 LDO 稳压器。虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用,LDO 稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长,同时噪音较
5、低。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 DCDC 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。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。由于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。