LDO和DC-DC變換器的區(qū)別在哪？

說(shuō)到LDO，大部分人通常會(huì)感覺比較陌生。LDO是一種低壓差的線性穩(wěn)壓器，主要功能是彌補(bǔ)傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器在某些方面的不足。例如當(dāng)需要輸入電壓要高于輸出電壓時(shí)，使用傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器很難達(dá)到這種效果，所以這時(shí)就需要LDO的幫助。而DC-DC變換器大家都比較熟悉，所以在這里就不進(jìn)行過(guò)多的介紹，將著重分析兩者的差異。

顧名思義，直流變換器字面意思上來(lái)看就是直流到直流的轉(zhuǎn)換(不同直流電源值的轉(zhuǎn)換)。所以，能夠符合這個(gè)定義的都可以稱為直流DC-DC轉(zhuǎn)換器，這其中就包括LDO。但是一般的說(shuō)法是把直流到直流由開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)的器件叫DC-DC轉(zhuǎn)換器。

LDO則包含低降壓，低壓降(LDO)線性穩(wěn)壓器的成本低，噪音低，靜態(tài)電流小，這些是它的突出優(yōu)點(diǎn)。它需要的外接元件也很少，通常只需要一兩個(gè)旁路電容。新的LDO線性穩(wěn)壓器可達(dá)到以下指標(biāo)：輸出噪聲30μV，PSRR為60dB，靜態(tài)電流6μA，電壓降只有100mV。LDO線性穩(wěn)壓器的性能之所以能夠達(dá)到這個(gè)水平，主要原因在于其中的調(diào)整管是用P溝道MOSFET，而普通的線性穩(wěn)壓器是使用PNP晶體管。P溝道MOSFET是電壓驅(qū)動(dòng)的，不需要電流，所以大大降低了器件本身消耗的電流。另一方面，采用PNP晶體管的電路中，為了防止PNP晶體管進(jìn)入飽和狀態(tài)而降低輸出能力， 輸入和輸出之間的電壓降不能太低，而P溝道MOSFET上的電壓降大致等于輸出電流與導(dǎo)通電阻的乘積。由于MOSFET的導(dǎo)通電阻很小，因而它上面的電壓降非常低。

當(dāng)你發(fā)現(xiàn)電路中的輸出和輸入電壓比較接近時(shí)，就可以使用LDO穩(wěn)壓器來(lái)提高電路的整體效率。所以，在把鋰離子電池電壓轉(zhuǎn)換為3V輸出電壓時(shí)，大多選用LDO穩(wěn)壓器。雖說(shuō)電池的能量最后有百分之十是沒有使用，LDO穩(wěn)壓器仍然能夠保證電池的工作時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)噪音較低。

但是如果是相反的情況，就要考慮使用DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)了。因?yàn)長(zhǎng)DO的輸入電流基本上是等于輸出電流的，如果壓降太大，耗在LDO上能量太大，效率不高。DC-DC轉(zhuǎn)換器包括升壓、降壓、升/降壓和反相等電路。DC-DC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是效率高、可以輸出大電流、靜態(tài)電流小。隨著集成度的提高，許多新型DC-DC轉(zhuǎn)換器僅需要幾只外接電感器和濾波電容器。但是，這類電源控制器的輸出脈動(dòng)和開關(guān)噪音較大、成本相對(duì)較高。

現(xiàn)如今，各種電子元器件的成本在不斷降低，體積也在逐漸減少。由于出現(xiàn)了導(dǎo)通電阻很小的MOSFET可以輸出很大功率，因而不需要外部的大功率FET。例如對(duì)于3V的輸入電壓，利用芯片上的NFET可以得到5V/2A的輸出。其次，對(duì)于中小功率的應(yīng)用，可以使用成本低小型封裝。另外，如果開關(guān)頻率提高到1MHz，還能夠降低成本、可以使用尺寸較小的電感器和電容器。有些新器件還增加許多新功能，如軟啟動(dòng)、限流、PFM或者PWM方式選擇等。

綜合來(lái)說(shuō)，在升壓的情況下首先選擇DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊是沒有問(wèn)題的。而在降壓的情況下，成本、效率、噪聲、性能都決定了是選擇DC-DC轉(zhuǎn)換器還是LDO。下面就仔細(xì)的對(duì)兩者進(jìn)行了對(duì)比。LDO與DC-DC相比

首先從效率上說(shuō)，DC-DC轉(zhuǎn)換器的效率普遍要遠(yuǎn)高于LDO，這是其工作原理決定的。其次，DC-DC轉(zhuǎn)換器有Boost、Buck、Boost/Buck(有人把Charge Pump也歸為此類)，而LDO只有降壓型。

在干擾方面，DC-DC轉(zhuǎn)換器所形成的電源噪聲要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于LDO，大家可以關(guān)注PSRR這個(gè)參數(shù)。所以當(dāng)考慮到比較敏感的模擬電路時(shí)候，有可能就要犧牲效率為保證電源的純凈而選擇LDO。

還有，通常LDO所需要的外圍器件簡(jiǎn)單，占面積小，而DC-DC轉(zhuǎn)換器一般都會(huì)要求電感，二極管，大電容，有的還會(huì)要MOSFET，特別是Boost電路，需要考慮電感的最大工作電流，二極管的反向恢復(fù)時(shí)間，大電容的ESR等等，所以從外圍器件的選擇來(lái)說(shuō)比LDO復(fù)雜，而且占面積也相應(yīng)的會(huì)大很多。

本篇文章對(duì)LDO這種特殊的線性穩(wěn)壓電源進(jìn)行了介紹，并且將其與直流轉(zhuǎn)換器的異同進(jìn)行羅列和比較?？梢哉f(shuō)是非常適合新手的一篇文章。