DCDC与LDO的区别.docx

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DCDC与LDO的区别

DC/DC和LDO的区别

LDO：

（LOWDROPOUTVOLTAGE）

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。

LDO是lowdropoutvoltageregulator的缩写,

整流器.DC-DC，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。

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。

什么是LDO

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[1]。

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、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。

当输出电压Uout降低时，基准电压与取样电压的差值增加，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

1.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包括boost（升压）、buck（降压）、Boost/buck（升/降压）和反相结构，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冲和开关噪音较大、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。

2.LDO：

LOWDROPOUTVOLTAGE

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：

LDO是低压降的意思，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。

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。

3、如何选型

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。

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，同时噪音较低。

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。

其实，单纯的讲“LDO效率低”是不严谨的，举个极端的例子：

4V转3.8V，LDO的效率粗略的可以算为3.8/4*100%=95%,而一般的非同步BUCK电路效率在85%就比较理想了（同步BUCK可以到90%以上），可见“LDO效率低”这句话是不严谨的。

LDO的输出电流理论上是不变的,电压变化,所以效率比较低!

但用的非常多,一个是由于价格便宜,再就是干扰少,应用简单;DC/DC的储能元件为电感而Chargepump的储能元件为电容,相对来说,CP的干扰会少,但电压不会升很高,而DC/DC的EMI等方面干扰会大些,但可以通过设计来避免的,但电压往往可以升的很高!

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，从输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。

DC-DC既可以降压也可以升压，Step-up或Boost类型的为升压DCDC，Bulk或Step-down类型的为降压DCDC

不好意思，本人刚好是学开关电源出身的。

LDO中文称为低压差线性稳压器。

实际上是一种降压型DC/DC转换器，是通过负反馈调节输出电流使输出电压保持不变。

特点是功耗低，占用PCB面积小，输出电压纹波相对与下面说DC/DC较小。

DC/DC是直流变压器的总称，分为升压（BOAST），降压（BUCK），升降压。

目前由于开关频率的提高，DC/DC一般都广泛使用了软开关技术来降低功耗和纹波，但控制上比LDO要复杂。

而且PCB占用面积也比较大，因为外接的滤波电感是无法做的MODULE里面去的，必须另外加。

而LDO输出不电感来起到稳定电流的作用。

说到这里大家该清楚了，LDO就是简化了DC/DC。

其应用主要是在低功耗的一些领域，如手机等。

其输入电压范围也不宽（相对与DC/DC），输出负载范围也要差些。

LDO与DC/DC相比:

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.

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。

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。

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。

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。

一般要求效率的时候使用DC-DC,但DC-DC引起的干扰也比较大．像音频，RF等对纹波敏感的地方就要用LDO

DC-DC产品包括了LDO，ChargePumptchingRegulator等一系列产品。

DC-DC只不过是这类产品的一个总括。

LDO（LowDropoutRegulator）是阻性电源产品，通过内部MOSFET的开关，只能进行降压输出，输出电压一定比输入电压要低。

LDO的dropoutvoltage取决于内部MOS管的Rds（on）和输出电流的乘积。

LDO的效率一般为输出电压/输入电压。

也就是，如果说输出电压1.8V，输入电压为3.6V时，理论上它的效率只有50%。

在手机或便携式应用中，如果在对效率要求不高，或者输出电流不大的情况下，使用LDO。

如果说对效率要求较高，以及对输出电流要求比较大时，请选用合适的DC-DC产品。

在这里我介绍另外两种DC-DC产品。

一种为电荷泵（ChargePump），一种为电感储能DC-DC转换器。

电荷泵为容性储能DC-DC产品，可以进行升压，也可以作为降压使用，还可以进行反压输出。

它是通过外部一个快速充电电容（FlyingCapacitor），内部以一定的频率进行开关，对电容进行充电，并且和输入电压一起，进行升压（或者降压）转换。

最后以恒压输出。

但是，电荷泵的效率是根据电荷泵的升压模式，输入电压和输出电压所决定，如果是以2倍压模式进行升压，那么它的效率为Vout/2Vin。

输入电压越小，效率越高。

电感储能式转换器也可以进行升压或者降压变换，以及升降压，反压等。

它是通过电感不断的储能/放电，最后达到稳定电压/电流输出的转换器。

因为芯片的开关频率以及电感值的选择范围比较大，以及输出电压/电流可调。

它的效率公式为Vout×Iout/Vin×Iin。

在实际应用中，效率最高的DC-DC产品为电感储能式转换器，高达96%以上。

但是，电感的储能/放电对电路EMI等造成的影响很大，所以，选择合适的电感和合适的布线对于电路的性能是至关重要的。

如果输出电压低最好不要用ldo，会因为工作效率低，可能导致散热不好，器件发烫。

用dcdc可能会引入开关噪声，所以布线时一定要注意。

另，价格上，使用dcdc大概是ldo的两三倍，差不多要3毛美金左右一个。

LDO一般用在可以输入与输出压差比较小的场合，也就是一个效率的问题，而手机上主芯片所用的CORE，和VDIGITAL，常用的都是DC/DC，基于功耗考虑，1。

2毫安电流对于待机时间长短也影响及其大，而且DC/DC所选配套外围电路元件较多，考虑因数较的多，例如线圈的最大电流大小，DCR，尺寸大小等LDO、线性电源，效率较低，受发热，体积的限制功率一般不是很大，但电源输出纹波小，没有高频噪声。

DC/DC就是直流变换器。

一般只能作成开关电源，即可降压也可升压，原副边是隔离的，效率要高于LDO。

其基本的电路有BUCK（降压），BOOST（升压），CUK（升降压）。

其扩展的拓扑有反激，正激，半桥，全桥等。

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LDO难点更在于静态功耗做到很低。

DCDC的难点在于效率如何更有效的提高。

LDO是线性稳压器件.只能用做降压.能量消耗是以电阻上的热能散发的.如果输入输出电压差别不大.还是推荐用ldo的.

DC-Dc可以升压也可以降压.转换效率比较高.成本也贵点.抗干扰能力强.缺点就是噪声比较大.适合大电流输出.常见的入摄像头散光灯的驱动