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LDO：LOW DROPOUT VOLTAGE LDO（是 low dropout voltage regulator 的縮寫，整流(liu)器(qi)），低壓(ya)(ya)差線性(xing)穩壓(ya)(ya)器(qi)，故(gu)名思意，為(wei)線性(xing)的穩壓(ya)(ya)器(qi)，僅能使用在(zai)降壓(ya)(ya)應用中，也就是輸出電壓(ya)(ya)必需小(xiao)于輸入電壓(ya)(ya)。
優點(dian)：穩(wen)定性好，負(fu)載(zai)響應快，輸出紋波小。
缺點：效率低，輸入輸出的電壓差不能太大。負載不能太大，目前大的 LDO 為 5A（但要保證 5A 的輸出還有很多的限制條件）
DC/DC：直流電壓(ya)轉直流電壓(ya)。嚴格來講，LDO 也是 DC/DC 的(de)一(yi)種，但目前 DC/DC 多(duo)指開關電源，具有很(hen)多(duo)種拓樸結(jie)構(gou)，如 BUCK，BOOST 等。
優點：效率高，輸入電壓范圍(wei)較寬。
缺點：負載響應比 LDO 差，輸出紋波比 LDO 大。
那么，DC/DC 和 LDO 的區別是什么？
DC/DC 轉換器一般由控制芯片，電桿線圈，二極管，三極管，電容構成。DC/DC 轉換器為轉變輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉換器。DC/DC 轉換器分為三類：升壓型 DC/DC 轉換器、降壓型 DC/DC 轉換器以及升降壓型 DC/DC 轉換器。根據需求可采用三類控制。PWM 控制型效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。PFM 控制型即使長時間使用，尤其小負載時具有耗電小的優點。PWM/PFM 轉換型小負載時實行 PFM 控制，且在重負載時自動轉換到 PWM 控制。目前 DC-DC 轉換器廣泛應用于手機、MP3、數碼相機、便攜式媒體播放器等產品中。
DC-DC 簡述原理：
其實內部是先把 DC 直流電源轉變為交流電電源 AC。通常是一種自激震蕩電路，所以外面需要電感等分立元件。
然后在輸出端再通過積分濾波，又回到 DC 電源。由于產生 AC 電源，所以可以很輕松的進行升壓跟降壓。兩次轉換，必然會產生損耗，這就是大家都在努力研究的如何提高 DC-DC 效率的問題。
對比：
1、DCtoDC 包括 boost(升壓)、buck(降壓)、Boost/buck(升 / 降壓)和反相結構，具有高效率、高輸出電流、低靜態電流等特點，隨著集成度的提高，許多新型 DC-DC 轉換器的外圍電路僅需電感和濾波電容；但該類電源控制器的輸出紋波和開關噪聲較大、成本相對較高。
2、LDO：低壓差線性穩壓器的突出優點是具有 低的成本， 低的噪聲和 低的靜態電流。它的外圍器件也很少，通常只有一兩個旁路電容。新型 LDO 可達到以下指標：30μV 輸出噪聲、60dBPSRR、6μA 靜態電流及 100mV 的壓差。
LDO 簡述原理：
線性穩壓器能夠實現這些特性的主要原因在于內部調整管采用了 P 溝道場效應管，而不是通常線性穩壓器中的 PNP 晶體管。P 溝道的場效應管不需要基極電流驅動，所以大大降低了器件本身的電源電流；另一方面，在采用 PNP 管的結構中，為了防止 PNP 晶體管進入飽和狀態降低輸出能力，必須保證較大的輸入輸出壓差；而 P 溝道場效應管的壓差大致等于輸出電流與其導通電阻的乘積，極小的導通電阻使其壓差非常低。當系統中輸入電壓和輸出電壓接近時，LDO 是 好的選擇，可達到很高的效率。所以在將鋰離子電池電壓轉換為 3V 電壓的應用中大多選用 LDO，盡管電池后放電能量的百分之十沒有使用，但是 LDO 仍然能夠在低噪聲結構中提供較長的電池壽命。
便攜電子設備不管是由交流市電經過整流(或交流適配器)后供電，還是由蓄電池組供電，工作過程中，電源電壓都將在很大范圍內變化。比如單體鋰離子電池充足電時的電壓為 4.2V，放完電后的電壓為 2.3V，變化范圍很大。各種整流器的輸出電壓不僅受市電電壓變化的影響，還受負載變化的影響。為了保證供電電壓穩定不變，幾乎所有的電子設備都采用穩壓器供電。小型精密電子設備還要求電源非常干凈（無紋波、無噪聲），以免影響電子設備正常工作。為了滿足精密電子設備的要求，應在電源的輸入端加入線性穩壓器，以保證電源電壓恒定和實現有源噪聲濾波。
一、LDO 的基本原理
低壓差(cha)線性穩壓器(LDO)的基本電路如圖 1-1 所(suo)示，該電路由串(chuan)聯(lian)調整管 VT（PNP 晶體管，注：實際應用中，此處常用的是 P 溝道場效應管）、取樣電阻 R1 和(he) R2、比較放大器 A 組成(cheng)。
圖(tu) 1-1 低壓差線性穩壓器基本(ben)電路
取樣電壓 Uin 加在比較器 A 的同相輸入端，與加在反相輸入端的基準電壓 Uref（Uout*R2/（R1+R2））相比較，兩者的差值經放大器 A 放大后 .Uout=(U+-U-)*A 注 A 為比較放大器的倍數，）控制串聯調整管的壓降，從而穩定輸出電壓。
當輸出電壓 Uout 降低時，基準電壓 Uref 與取樣電壓 Uin 的差值增加，比較放大器輸出的驅動電流增加，串聯調整管壓降減小，從而使輸出電壓升高。
相反，若輸出電壓 Uout 超過所需要的設定值，比較放大器輸出的前驅動電流減小，從而使輸出電壓降低。供電過程中，輸出電壓校正連續進行，調整時間只受比較放大器和輸出晶體管回路反應速度的限制。
應當說明，實際的線性穩壓器還應當具有許多其它的功能，比如負載短路保護、過壓關斷、過熱關斷、反接保護等，而且串聯調整管也可以采用 MOSFET。
二、低壓差線性穩壓器的主要參數
1．輸出電壓(OutputVoltage)
輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)是(shi)(shi)低壓(ya)(ya)(ya)差線性(xing)穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)重(zhong)要的(de)(de)參數，也是(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)子設備設計者選用(yong)穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)時首先應考慮(lv)的(de)(de)參數。低壓(ya)(ya)(ya)差線性(xing)穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)有固定(ding)(ding)輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)和可調(diao)輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)兩種類型。固定(ding)(ding)輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)使用(yong)比較方便，而且由于輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)是(shi)(shi)經(jing)過廠家精(jing)密調(diao)整的(de)(de)，所以穩(wen)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)精(jing)度(du)很高(gao)。但是(shi)(shi)其設定(ding)(ding)的(de)(de)輸(shu)(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)數值均為常用(yong)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)值，不可能滿足所有的(de)(de)應用(yong)要求，但是(shi)(shi)外接元件數值的(de)(de)變化將影響穩(wen)定(ding)(ding)精(jing)度(du)。
2．大輸出電流(MaximumOutputCurrent)
用(yong)電設備的功(gong)率不同(tong)，要求穩(wen)壓器(qi)輸出的大電流也不相同(tong)。通(tong)常，輸出電流越大的穩(wen)壓器(qi)成(cheng)(cheng)本越高(gao)。為(wei)了降(jiang)低成(cheng)(cheng)本，在多(duo)只(zhi)穩(wen)壓器(qi)組成(cheng)(cheng)的供電系(xi)統中，應根據各部(bu)分所需的電流值選擇適當(dang)的穩(wen)壓器(qi)。
3．輸入輸出電壓差(DropoutVoltage)
輸(shu)入輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)壓(ya)(ya)差(cha)是低壓(ya)(ya)差(cha)線(xian)(xian)性(xing)穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)器重(zhong)要的(de)參數。在保證輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)壓(ya)(ya)穩(wen)(wen)定的(de)條件下，該電(dian)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)差(cha)越(yue)(yue)低，線(xian)(xian)性(xing)穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)器的(de)性(xing)能(neng)就(jiu)(jiu)越(yue)(yue)好。比如，5.0V 的(de)低壓(ya)(ya)差(cha)線(xian)(xian)性(xing)穩(wen)(wen)壓(ya)(ya)器，只要輸(shu)入 5.5V 電(dian)壓(ya)(ya)，就(jiu)(jiu)能(neng)使輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)壓(ya)(ya)穩(wen)(wen)定在 5.0V。
4．接地電流(GroundPinCurrent)
接地電(dian)(dian)路 IGND 是指串聯(lian)調(diao)整管輸出電(dian)(dian)流(liu)(liu)為(wei)零(ling)時(shi)(shi)，輸入電(dian)(dian)源提供的(de)穩壓(ya)器工(gong)作電(dian)(dian)流(liu)(liu)。該電(dian)(dian)流(liu)(liu)有時(shi)(shi)也(ye)稱為(wei)靜態電(dian)(dian)流(liu)(liu)，但是采用 PNP 晶體(ti)管作串聯(lian)調(diao)整管元件時(shi)(shi)，這種習慣叫法是不(bu)正確的(de)。通常較理想的(de)低壓(ya)差穩壓(ya)器的(de)接地電(dian)(dian)流(liu)(liu)很小。
5．負載調整率(LoadRegulation)
負載(zai)調(diao)整率可以通過圖 2-1 和(he)式 2-1 來定(ding)義，LDO 的負載(zai)調(diao)整率越小，說明 LDO 抑(yi)制負載(zai)干擾的能力越強。
圖 2-1OutputVoltage&OutputCurrent
(2-1)
式中
△Vload—負載調整率
Imax—LDO 大輸出電流
Vt—輸出電流為 Imax 時，LDO 的輸出電壓
Vo—輸出電流為 0.1mA 時，LDO 的輸出電壓
△V—負載電(dian)流(liu)分(fen)別為 0.1mA 和 Imax 時的輸出電(dian)壓之差(cha)
6．線性調整率(LineRegulation)
線(xian)性(xing)調整率可以通過(guo)圖 2-2 和(he)式(shi) 2-2 來定義，LDO 的線(xian)性(xing)調整率越(yue)(yue)小，輸入電壓(ya)變化對輸出電壓(ya)影響越(yue)(yue)小，LDO 的性(xing)能越(yue)(yue)好。
圖 2-2OutputVoltage&InputVoltage
(2-2)
式中
△Vline—LDO 線性調整率
Vo—LDO 名義輸出電壓
Vmax—LDO 大輸入電壓
△V—LDO 輸入 Vo 到 Vmax'輸出電(dian)壓大值和(he)小值之(zhi)差
7．電源抑制比(PSSR)
LDO 的輸入源往往許多干擾信號存在。PSRR 反映了 LDO 對于這些干擾信號的抑制能力。
三、LDO 的典型應用
低壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)差線性穩壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器的(de)典型應用如圖 3-1 所(suo)示。圖 3-1(a)所(suo)示電(dian)路(lu)是一種 常見的(de) AC/DC 電(dian)源(yuan)(yuan)，交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)(yuan)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)經變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器后，變換成所(suo)需要的(de)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，該(gai)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)經整(zheng)流(liu)后變為直流(liu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)。在該(gai)電(dian)路(lu)中(zhong)，低壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)差線性穩壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器的(de)作用是：在交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)(yuan)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)或負載變化時穩定輸出電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，抑(yi)制紋(wen)波電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，消除電(dian)源(yuan)(yuan)產生的(de)交(jiao)(jiao)流(liu)噪聲。
各種蓄電(dian)池(chi)的(de)工作電(dian)壓(ya)(ya)(ya)都(dou)在(zai)一定范圍內(nei)變化。為了保(bao)證蓄電(dian)池(chi)組(zu)輸(shu)(shu)出(chu)恒(heng)定電(dian)壓(ya)(ya)(ya)，通常都(dou)應當在(zai)電(dian)池(chi)組(zu)輸(shu)(shu)出(chu)端接(jie)入低壓(ya)(ya)(ya)差線性穩壓(ya)(ya)(ya)器，如圖(tu) 3-1(b)所(suo)示。低壓(ya)(ya)(ya)差線性穩壓(ya)(ya)(ya)器的(de)功率較低，因此(ci)可以延長蓄電(dian)池(chi)的(de)使用壽命。同(tong)時，由于低壓(ya)(ya)(ya)差線性穩壓(ya)(ya)(ya)器的(de)輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)與輸(shu)(shu)入電(dian)壓(ya)(ya)(ya)接(jie)近，因此(ci)在(zai)蓄電(dian)池(chi)接(jie)近放電(dian)完畢(bi)時，仍(reng)可保(bao)證輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)穩定。
*，開(kai)關(guan)性(xing)穩壓(ya)(ya)(ya)(ya)電源的(de)效率很高，但輸出(chu)紋波電壓(ya)(ya)(ya)(ya)較(jiao)高，噪(zao)聲較(jiao)大(da)，電壓(ya)(ya)(ya)(ya)調整率等性(xing)能也(ye)較(jiao)差，特(te)別是對(dui)模擬(ni)電路供電時，將產生較(jiao)大(da)的(de)影響。在(zai)開(kai)關(guan)性(xing)穩壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)輸出(chu)端接入低壓(ya)(ya)(ya)(ya)差線性(xing)穩壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)，如圖 2-3(c)所(suo)示，就(jiu)可以實現(xian)有(you)源濾波，而且也(ye)可大(da)大(da)提(ti)高輸出(chu)電壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)穩壓(ya)(ya)(ya)(ya)精度，同時電源系統的(de)效率也(ye)不會明顯降低。
在某些應用中，比如無線電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)通(tong)信設(she)備通(tong)常(chang)只有(you)一(yi)足電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，但各部分(fen)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路常(chang)常(chang)采(cai)用互相隔離的不同電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓，因(yin)此必須由多只穩壓器(qi)供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。為了節省共電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)，通(tong)常(chang)設(she)備不工(gong)作(zuo)時(shi)，都希望低壓差(cha)線性穩壓器(qi)工(gong)作(zuo)于睡眠狀態。為此，要求(qiu)線性穩壓器(qi)具有(you)使能(neng)(neng)控制端。有(you)單(dan)組(zu)蓄電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的多路輸(shu)出且具有(you)通(tong)斷控制功能(neng)(neng)的供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系統(tong)如圖(tu) 3-1(d)所示。
圖 3-1 低壓(ya)(ya)差(cha)線性(xing)穩壓(ya)(ya)器(LDO)典型應用
四、DC-DC
應當可以這樣理解：DCDC 的(de)意思是直(zhi)流變(bian)(bian)（到）直(zhi)流（不同直(zhi)流電(dian)源值的(de)轉(zhuan)換），只要符合這個定義都可以叫(jiao) DCDC 轉(zhuan)換器(qi)，包(bao)括 LDO。但(dan)是一般的(de)說法是把(ba)直(zhi)流變(bian)(bian)（到）直(zhi)流由開關方(fang)式實現(xian)的(de)器(qi)件(jian)叫(jiao) DCDC。
DC-DC 轉換(huan)器(qi)包括升壓(ya)(ya)、降(jiang)壓(ya)(ya)、升 / 降(jiang)壓(ya)(ya)和(he)反相等電(dian)路。DC-DC 轉換(huan)器(qi)的(de)優(you)點(dian)是(shi)效率(lv)高、可以(yi)(yi)輸出(chu)大(da)電(dian)流、靜態電(dian)流小(xiao)。隨著集成度的(de)提高，許(xu)多新(xin)(xin)型(xing) DC-DC 轉換(huan)器(qi)僅(jin)需要幾只外(wai)(wai)接(jie)電(dian)感器(qi)和(he)濾(lv)波電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)。但是(shi)，這類電(dian)源控制器(qi)的(de)輸出(chu)脈動和(he)開關噪(zao)音較(jiao)大(da)、成本相對較(jiao)高。近幾年來，隨著半導(dao)體(ti)技術的(de)發展，表面貼裝(zhuang)的(de)電(dian)感器(qi)、電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)、以(yi)(yi)及(ji)高集成度的(de)電(dian)源控制芯片的(de)成本不斷降(jiang)低(di)，體(ti)積越來越小(xiao)。由於出(chu)現(xian)了導(dao)通(tong)電(dian)阻很(hen)小(xiao)的(de) MOSFET 可以(yi)(yi)輸出(chu)很(hen)大(da)功(gong)(gong)率(lv)，因而不需要外(wai)(wai)部的(de)大(da)功(gong)(gong)率(lv) FET。例如(ru)對于(yu) 3V 的(de)輸入電(dian)壓(ya)(ya)，利用芯片上(shang)的(de) NFET 可以(yi)(yi)得到 5V/2A 的(de)輸出(chu)。其次，對于(yu)中小(xiao)功(gong)(gong)率(lv)的(de)應用，可以(yi)(yi)使(shi)用成本低(di)小(xiao)型(xing)封(feng)裝(zhuang)。另(ling)外(wai)(wai)，如(ru)果開關頻率(lv)提高到 1MHz，還能夠降(jiang)低(di)成本、可以(yi)(yi)使(shi)用尺寸較(jiao)小(xiao)的(de)電(dian)感器(qi)和(he)電(dian)容(rong)(rong)(rong)器(qi)。有些新(xin)(xin)器(qi)件還增加許(xu)多新(xin)(xin)功(gong)(gong)能，如(ru)軟啟動、限流、PFM 或者 PWM 方式(shi)選(xuan)擇等。
總的來說，升壓是一定要選 DCDC 的，降壓，是選擇 DCDC 還是 LDO，要在成本，效率，噪聲和性能上比較。
五、LDO 與 DC/DC 對比
首先(xian)從效(xiao)率(lv)上說(shuo)，DC/DC 的(de)效(xiao)率(lv)普遍要遠高于 LDO，這是其工作原理決定的(de)。其次，DC/DC 有(you) Boost，Buck，Boost/Buck，(有(you)人(ren)把 ChargePump 也歸為此(ci)類)；而 LDO 只(zhi)有(you)降壓型(xing)。
再(zai)次，也是很重(zhong)要(yao)的(de)一點，DC/DC 因為(wei)其(qi)開關頻率的(de)原因導致其(qi)電源噪聲很大(da)，遠比 LDO 大(da)的(de)多，大(da)家可(ke)以關注 PSRR 這個(ge)參數 . 所以當考(kao)慮到(dao)比較敏感的(de)模擬電路時候(hou)，有可(ke)能就要(yao)犧牲效率為(wei)保證電源的(de)純(chun)凈(jing)而選擇 LDO。
還(huan)有，通常 LDO 所需要(yao)(yao)的(de)外圍器件簡(jian)單(dan)，占面(mian)積(ji)小(xiao)，而(er) DC/DC 一般都(dou)會(hui)要(yao)(yao)求電(dian)感(gan)，二(er)極管，大(da)電(dian)容，有的(de)還(huan)會(hui)要(yao)(yao) MOSFET，特別是(shi) Boost 電(dian)路，需要(yao)(yao)考慮電(dian)感(gan)的(de)大(da)工(gong)作電(dian)流，二(er)極管的(de)反向恢復(fu)時(shi)間，大(da)電(dian)容的(de) ESR 等等，所以從(cong)外圍器件的(de)選擇來說(shuo)比 LDO 復(fu)雜，而(er)且(qie)占面(mian)積(ji)也相應的(de)會(hui)大(da)很多。
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