LDO 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 2v~3V 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 100mV 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.
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