線性穩壓器與開關穩壓器的比較
發布時間：2010-11-10 20:33
發布者：techshare
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1.DC to DC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最低的成本，最低的噪聲和最低的靜態電流。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、60dB PSRR、6μA 靜態電流及100mV 的壓差。LDO 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 是最好的選擇，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，盡管電池最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。 什么是開關穩壓器? 開關穩壓器使用輸出級，重復切換“開”和“關”狀態，與能量存貯部件（電容器和感應器）一起產 生輸出電壓。它的調整是通過根據輸出電壓的反饋樣本來調整切換定時來實現的。在固定頻率的穩壓器中，通過調節開關電壓的脈沖寬度來調節切換定時 ? 這就是所謂的 PWM 控制。在門控振蕩器或脈沖模式穩壓器中，開關脈沖的寬度和頻率保持恒定，但是，輸出開關的“開”或“關”由反饋控制。 根據開關和能量存貯部件的排列，產生的輸出電壓可以大于或小于輸入電壓，并且可以用一個穩壓器產生多個輸出電壓。在大多數情況下，在同樣的輸入電壓和輸出電壓要求下，脈沖（降壓）開關穩壓器比線性穩壓器轉換電源的效率更高。 什么是 LDO（低壓降）穩壓器? LDO 是一種線性穩壓器。線性穩壓器使用在其線性區域內運行的晶體管或 FET，從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產生經過調節的輸出電壓。所謂壓降電壓，是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內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）穩壓器通常使用功率晶體管（也稱為傳遞設備）作為 PNP。這種晶體管允許飽和，所以穩壓器可以有一個非常低的壓降電壓，通常為 200mV 左右；與之相比，使用 NPN 復合電源晶體管的傳統線性穩壓器的壓降為 2V 左右。負輸出 LDO 使用 NPN 作為它的傳遞設備，其運行模式與正輸出 LDO 的 PNP設備類似。 更新的發展使用 CMOS 功率晶體管，它能夠提供最低的壓降電壓。使用 CMOS，通過穩壓器的唯一電壓壓降是電源設備負載電流的 ON 電阻造成的。如果負載較小，這種方式產生的壓降只有幾十毫伏。 線性穩壓器與開關穩壓器的比較如何?
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公司的網站查，數據多數是英文的。其他公司的用得不多，不好說。 DC-DC，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。 LDO是low dropout regulator，意為低壓差線性穩壓器，是相對于傳統的線性穩壓器來說的。傳統的線性穩壓器，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。針對這種情況，才有了LDO類的電源轉換芯片。生產LDO芯片的公司很多，常見的有ALPHA, Linear(LT), Micrel, National semiconductor,TI等。 |
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