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电源芯片DC/DC和LDO区别及选型分析

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文章出处:骊微电子责任编辑:admin人气:-发表时间:2018-05-12 10:38
  在电子产品中,我们经常看到DC/DC、LDO的身影,在PCB中,大的分类就比较明确,主要有线性电源和开关电源,其中线性电源主要使用LDO电源,开关电源就是我们通常说的DC-DC电源芯片。但严谨来说,线性电源不能等同于LDO电源,LDO电源芯片只是线性电源的其中一种,只不过它具有比较低的调整管压差而得名。
  
  DC/DC是将某一直流输入电压转换成另一直流输出电压,常见的有升压式(Boost)、降压式(Buck)、升降压式和反相结构,如果是用在压降比较大的情况下,选择DC/DC,因为其效率高,而LDO会因为压降大而自身损耗很大部分效率;在降压过程中能量损耗比较小,芯片发热不明显。芯片封装比较小,能实现PWM数字控制。
  
  LDO是low dropout voltage regulator的缩写,就是低压差线性稳压器,它们都是将一种输入电压稳定到某一电压,LDO只能作为降压式输出,如果压降比较小,选择LDO,因为其噪声低,电源干净,而且外围电路简单,成本低。
  
 
  电源芯片DC/DC和LDO区别:  
  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Charge Pump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。
  
  电源ic选取时应注意一下以下参数:  
  1、输出电压:DC/DC输出电压可通过反馈电阻调节,LDO有固定输出和可调输出两种类型;  
  2、输入输出电压差:输入输出电压差是LDO重要参数,由LDO输出电流与输入电流相等,压差越小,芯片内部功耗越小,效率越高。  
  3、最大输出电流:LDO一般最大输出电流有几百mA,而DCDC最大输出电流有几A甚至更大。
  4、输入电压:不同芯片对输入有不同的要求。  
  5、纹波/噪声:由DC/DC工作在开关状态导致其纹波/噪声要比LDO差,所以在设计时比较敏感的电路尽量选择LDO供电。  
  6、效率:如果输入输出电压接近,选择LDO比DC/DC相对效率高,若压差大,选择DC/DC高,因LDO输出电流与输入电流基本相等,压降太大,耗在LDO上能量太大,效率就不高。  
  7、成本、外围电路:LDO相对DCDC成本要低,外围电路要简单。
  
 
  在选择DC-DC芯片时,要避免靠近敏感的弱信号,避免直接给这类电路直接供电。DC-DC工作的开关频率在设计时也是要考虑,避免出现开关频率直接或间接通过混频对信号干扰,在不确定下,最好把同步信号SYNC接由可控的PWM来调整工作在不同的开关频率下。
  
  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。
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