AOS代理商|泰德蘭|摘要:電源芯片DC/DC與LDO的特性及優勢劣勢,讓菜鳥也能做正確選擇
2018-07-17 11:41:49
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這取決于你的應用。例如,在升壓的情況下,當然,DC/DC只能被使用,因爲LDO是壓降類型並且不能被升壓。此外,我們看每個的主要特征。


DC/DC:效率高,噪聲大。


LDO噪聲低,靜態電流小。


因此,如果壓力降較大,則選擇DC/DC,因爲其效率高,LDO因其大的壓降而失去很大的效率。


如果壓降相對較小,則選用LDO,因爲其噪聲低,電源清潔,外圍電路簡單,成本低。


LDO是低壓降穩壓器,與傳統的線性穩壓器相比,它是低壓差線性穩壓器。傳統的線性穩壓器,要求輸入電壓高于輸出電壓高于2V~3V,否則將無法正常工作。然而,在某些情況下,這樣的條件太苛刻了。例如,5V至3.3V,輸入和輸出之間的壓差僅爲1.7V,這顯然不符合要求。針對這種情況,存在LDO功率轉換芯片。


LDO線性降壓芯片:其原理等同于電阻分壓降低壓力,能量損失大,降低電壓轉換成熱量。壓差越大,負載電流越大,芯片越明顯。這種芯片的封裝體積大,散熱方便。


LDO線性降壓芯片,如XCM520、XCM524系列等。


DC/DC降壓芯片:在降低壓力的過程中,能量損失相對較小,芯片加熱不明顯。芯片封裝相對較小,能夠實現PWM數字控制。


DC/DC降壓芯片,如:XCM526/XC9274/XC9275/XC9301/XC9302


關于LDO電源


我過去常常看到芯片是LDO,我認爲它們是一個公司的名字。現在已知LDO是低壓差穩壓器,這意味著與傳統線性穩壓器相比,低壓差線性穩壓器。傳統的線性穩壓器,要求輸入電壓高于輸出電壓高于2V~3V,否則將無法正常工作。然而,在某些情況下,這樣的條件太苛刻了。例如,5V至3.3V,輸入和輸出之間的壓差僅爲1.7V,這顯然不符合要求。針對這種情況,存在LDO功率轉換芯片。有許多公司生産LDO芯片,如阿爾法、線性(LT)、Micrel、國家半導體、TI等。


低壓降穩壓器是什麽?


LDO是線性調節器。線性穩壓器使用在其線性區域中工作的晶體管或FET,從施加的輸入電壓中減去多余的電壓以産生調整後的輸出電壓。所謂電壓降電壓是指調節器所需的輸入電壓與輸出電壓之間的電壓差的最小值,以使輸出電壓保持在其額定值之上和低于其額定值的100mV。具有正輸出電壓的LDO(低壓差)電壓調節器通常用作PNP的功率晶體管(也稱爲傳輸器件)。該晶體管被允許飽和,因此電壓調節器可以具有非常低的電壓降電壓,通常約200MV;與使用NPN複合功率晶體管的傳統線性電壓調節器相比,壓降約爲2V。負輸出LDO使用NPN作爲其遞送。裝置,其工作方式類似于具有正輸出LDO的PNP裝置。


更新的開發使用CMOS功率晶體管,它提供最低的電壓降電壓。使用CMOS,調節器的電壓降是由電源設備的負載電流的導通電阻引起的。如果負載很小,用這種方法産生的壓降只有幾十毫微米。


LDO與DCDC


DCDC是指直流到DC(轉換不同的直流功率值),只要滿足這個定義,它就可以被稱爲DCDC轉換器,包括LDO。但一般的說法是,直流轉換(DC)裝置被稱爲DCDC的開關模式。


LDO是低压降的含义,表明低压降线性稳压器具有成本低、噪声小、静态电流小的优点,是其突出的优点。它需要很少的外部元件,通常只需要一个或两个旁路电容器。新的LDO线性稳压器可以达到以下指标:输出噪声为30伏,PSRR为60dB,静态电流为6 A,电压降仅为100mV。LDO线性稳压器的性能能够达到这一水平,主要是因为在P沟道MOSFET中使用了调节管,而普通线性稳压器则使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,因此大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面,在具有PNP晶体管的电路中,输入和输出之间的电压降不能太低,以防止PNP晶体管进入T。他饱和状态;P沟道MOSFET上的电压不太低。减少大致等于输出电流和导通电阻的乘积。由于MOSFET导通电阻很小,其上的电压降非常低。


如果輸入電壓和輸出電壓非常接近,最好使用LDO調節器來實現高效率。因此,在锂離子電池電壓對3V輸出電壓的應用中,大多采用LDO穩壓器。雖然不使用電池能量的最後百分之十,LDO調節器仍然可以確保電池具有更長的工作時間和更低的噪聲。


如果輸入電壓和輸出電壓不很接近,則應該考慮開關型DCDC。從上述原理可知,LDO的輸入電流基本上等于輸出電流。如果壓力降太大,LDO的能量太高,效率不高。


DC-DC轉換器包括升壓、降壓、上/下和反向電路。DC-DC變換器的優點是高效率、高輸出電流和小的靜態電流。隨著集成度的提高,許多新型的DC-DC變換器只需要幾個外部電感和濾波電容器。然而,這種類型的功率控制器的輸出脈沖和開關噪聲較大,並且成本相對較高。


近年來,隨著半導體技術的發展,表面貼裝電感器、電容器和高集成功率控制芯片的成本不斷降低,體積也越來越小。由于具有小的導通電阻的MOSFET可以輸出大功率,所以不需要外部高功率場效應晶體管。例如,對于3V的輸入電壓,可以通過使用片上NFET獲得5V/2A的輸出。其次,對于中小型電力應用,可以使用低成本和小封裝。此外,如果開關頻率增加到1MHz,它還可以降低成本,並使用較小的電感器和電容器。一些新器件還增加了許多新功能,如軟啓動、限流器、PFM或PWM模式選擇。


一般來說,升壓是DCDC的選擇,DCDC或LDO應該被選擇來比較成本、效率、噪聲和性能。


LDO具有體積小、幹擾小、輸入輸出電壓差大時轉換效率低的特點。


DC-DC的優點是轉換效率高,電流大,但輸出幹擾大,體積相對較大。


LDO通常指的是线性稳压器——Low下降,而DC / DC是线性和开关稳压器的通用术语。


如果輸出電流不是非常大(例如小于3A),並且輸入和輸出壓力差不顯著(例如3.3V到2.5V等),則可以使用LDO調節器(其優點是輸出電壓的紋波非常小)。否則,最好使用開關型電壓調節器,如果是升壓,則只能使用開關穩壓器(如果紋波控制不好,很容易影響系統。)統一工作)。

LDO的選擇


當設計的電路對並聯電源有以下要求時,


1、高噪聲和紋波抑制;


2、占用PCB板面積小,如手機等手持式電子産品;


3、電路電源不允許使用電感器,如移動電話;


4,電源需要瞬時校准和輸出狀態自檢功能。


5。電壓調節器的壓降要求低,功耗低。


6。線路成本低,方案簡單。


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