線性穩(wěn)壓器與開關(guān)穩(wěn)壓器的比較

1.DC to DC包括boost(升壓)、buck(降壓)、 Boost/buck(升/降壓)和反相結(jié)構(gòu)，具有高效率、高輸出電流、低靜態(tài)電流等特點(diǎn)，隨著集成度的提高，許多新型DC-DC 轉(zhuǎn)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(guān)噪聲較大、成本相對(duì)較高。

2.LDO：低壓差線性穩(wěn)壓器的突出優(yōu)點(diǎn)是具有最低的成本，最低的噪聲和最低的靜態(tài)電流。它的外圍器件也很少，通常只有一兩個(gè)旁路電容。新型LDO可達(dá)到 以下指標(biāo)：30μV 輸出噪聲、60dB PSRR、6μA 靜態(tài)電流及100mV 的壓差。LDO 線性穩(wěn)壓器能夠?qū)崿F(xiàn)這些特性的主要原因在于內(nèi)部調(diào)整管采用了P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管，而不是通常線性穩(wěn)壓器中的PNP 晶體管。P 溝道的場(chǎng)效應(yīng)管不需要基極電流驅(qū)動(dòng)，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(jié)構(gòu)中，為了防止PNP 晶體管進(jìn)入飽和狀態(tài)降低輸出能力，必須保證較大的輸入輸出壓差；而P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管的壓差大致等于輸出電流與其導(dǎo)通電阻的乘積，極小的導(dǎo)通電阻使其壓差非常低。當(dāng)系統(tǒng)中輸入電壓和輸出電壓接近時(shí)， LDO 是最好的選擇，可達(dá)到很高的效率。所以在將鋰離子電池電壓轉(zhuǎn)換為3V 電壓的應(yīng)用中大多選用LDO，盡管電池最后放電能量的百分之十沒(méi)有使用，但是LDO 仍然能夠在低噪聲結(jié)構(gòu)中提供較長(zhǎng)的電池壽命。

什么是開關(guān)穩(wěn)壓器?

開關(guān)穩(wěn)壓器使用輸出級(jí)，重復(fù)切換“開”和“關(guān)”狀態(tài)，與能量存貯部件（電容器和感應(yīng)器）一起產(chǎn) 生輸出電壓。它的調(diào)整是通過(guò)根據(jù)輸出電壓的反饋樣本來(lái)調(diào)整切換定時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在固定頻率的穩(wěn)壓器中，通過(guò)調(diào)節(jié)開關(guān)電壓的脈沖寬度來(lái)調(diào)節(jié)切換定時(shí) ? 這就是所謂的 PWM 控制。在門控振蕩器或脈沖模式穩(wěn)壓器中，開關(guān)脈沖的寬度和頻率保持恒定，但是，輸出開關(guān)的“開”或“關(guān)”由反饋控制。

根據(jù)開關(guān)和能量存貯部件的排列，產(chǎn)生的輸出電壓可以大于或小于輸入電壓，并且可以用一個(gè)穩(wěn)壓器產(chǎn)生多個(gè)輸出電壓。在大多數(shù)情況下，在同樣的輸入電壓和輸出電壓要求下，脈沖（降壓）開關(guān)穩(wěn)壓器比線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換電源的效率更高。

什么是 LDO（低壓降）穩(wěn)壓器?

LDO 是一種線性穩(wěn)壓器。線性穩(wěn)壓器使用在其線性區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的晶體管或 FET，從應(yīng)用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chǎn)生經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩(wěn)壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內(nèi)所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正輸出電壓的 LDO（低壓降）穩(wěn)壓器通常使用功率晶體管（也稱為傳遞設(shè)備）作為 PNP。這種晶體管允許飽和，所以穩(wěn)壓器可以有一個(gè)非常低的壓降電壓，通常為 200mV 左右；與之相比，使用 NPN 復(fù)合電源晶體管的傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的壓降為 2V 左右。負(fù)輸出 LDO 使用 NPN 作為它的傳遞設(shè)備，其運(yùn)行模式與正輸出 LDO 的 PNP設(shè)備類似。

更新的發(fā)展使用 CMOS 功率晶體管，它能夠提供最低的壓降電壓。使用 CMOS，通過(guò)穩(wěn)壓器的唯一電壓壓降是電源設(shè)備負(fù)載電流的 ON 電阻造成的。如果負(fù)載較小，這種方式產(chǎn)生的壓降只有幾十毫伏。

線性穩(wěn)壓器與開關(guān)穩(wěn)壓器的比較如何?

線性電壓穩(wěn)壓器	開關(guān)電壓穩(wěn)壓器
優(yōu)點(diǎn)：	優(yōu)點(diǎn)：
簡(jiǎn)單 輸出紋波電壓低 出色的 line 和負(fù)載穩(wěn)壓 對(duì)負(fù)載和 line 的變化響應(yīng)迅速 電磁干擾 (EMI) 低	效率高（降低了冷卻所需的源電源需求） 能夠處理較高的電源密度 拓?fù)鋵W(xué)結(jié)果可用于傳遞單個(gè)或多個(gè)輸出電壓，大于或小于生成的輸出電壓
缺點(diǎn)：	缺點(diǎn)：
效率低 如果需要冷卻設(shè)備，則要求較大的空間	輸出紋波電壓高 瞬時(shí)恢復(fù)時(shí)間較慢 產(chǎn)生電磁干擾（EMI)

LDO是低壓差的器件，因此，輸出多為固定電壓，否則失去了低壓差的意義，盡管輸入電壓可以在一定的范圍。

DCtoDC是電壓轉(zhuǎn)換，有升壓、降壓等，一般升壓電路的輸出電流不可能做大，而降壓的電流可以做得較大。

TI公司有各種上述電路，可以到TI公司的網(wǎng)站查，數(shù)據(jù)多數(shù)是英文的。其他公司的用得不多，不好說(shuō)。

DC-DC，其實(shí)內(nèi)部是先把DC直流電源轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟婋娫碅C。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(guò)積分濾波，又回到DC電源。由于產(chǎn)生AC電源，所以可以很輕松的進(jìn)行升壓跟降壓。兩次轉(zhuǎn)換，必然會(huì)產(chǎn)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(wèn)題。

LDO是low dropout regulator，意為低壓差線性穩(wěn)壓器，是相對(duì)于傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)的。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器，如78xx系列的芯片都要求輸入電壓要比輸出電壓高出 2v~3V以上，否則就不能正常工作。但是在一些情況下，這樣的條件顯然是太苛刻了，如5v轉(zhuǎn)3.3v,輸入與輸出的壓差只有1.7v，顯然是不滿足條件 的。針對(duì)這種情況，才有了LDO類的電源轉(zhuǎn)換芯片。生產(chǎn)LDO芯片的公司很多，常見的有ALPHA, Linear(LT), Micrel, National semiconductor,TI等。