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LDO：LOW DROPOUT VOLTAGE LDO（是 low dropout voltage regulator 的縮(suo)寫，整流器），低(di)壓(ya)差線性穩壓(ya)器，故名思意，為線性的穩壓(ya)器，僅能使用在(zai)降壓(ya)應用中，也就是輸出電壓(ya)必(bi)需小于輸入電壓(ya)。
優點(dian)：穩定性好(hao)，負載響應快，輸出紋波小(xiao)。
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(zhi)流(liu)電(dian)壓轉直(zhi)流(liu)電(dian)壓。嚴格來講，LDO 也(ye)是 DC/DC 的一種，但目前 DC/DC 多指開關電(dian)源，具有(you)很(hen)多種拓樸結構，如 BUCK，BOOST 等。
優點：效率(lv)高(gao)，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(qi)(LDO)的基本電(dian)路如圖 1-1 所示，該(gai)電(dian)路由串聯調(diao)整管 VT（PNP 晶(jing)體(ti)管，注：實際應(ying)用(yong)中(zhong)，此處常用(yong)的是(shi) P 溝(gou)道場效應(ying)管）、取(qu)樣電(dian)阻(zu) R1 和 R2、比較(jiao)放(fang)大器(qi) A 組成(cheng)。
圖 1-1 低壓差線性穩壓器基本電路
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)
輸出(chu)電壓(ya)(ya)(ya)是(shi)低(di)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)線性(xing)(xing)穩(wen)(wen)(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)器重(zhong)要(yao)的(de)參(can)數(shu)(shu)，也是(shi)電子設(she)備設(she)計者選用(yong)穩(wen)(wen)(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)器時首先應考慮的(de)參(can)數(shu)(shu)。低(di)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)線性(xing)(xing)穩(wen)(wen)(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)器有固定輸出(chu)電壓(ya)(ya)(ya)和可(ke)調輸出(chu)電壓(ya)(ya)(ya)兩(liang)種類型(xing)。固定輸出(chu)電壓(ya)(ya)(ya)穩(wen)(wen)(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)器使用(yong)比較方(fang)便，而且由于輸出(chu)電壓(ya)(ya)(ya)是(shi)經過廠(chang)家(jia)精密調整的(de)，所以穩(wen)(wen)(wen)(wen)壓(ya)(ya)(ya)器精度很(hen)高。但(dan)是(shi)其設(she)定的(de)輸出(chu)電壓(ya)(ya)(ya)數(shu)(shu)值均為常用(yong)電壓(ya)(ya)(ya)值，不可(ke)能(neng)滿足所有的(de)應用(yong)要(yao)求，但(dan)是(shi)外(wai)接元(yuan)件數(shu)(shu)值的(de)變化將影響穩(wen)(wen)(wen)(wen)定精度。
2．大輸出電流(MaximumOutputCurrent)
用電設(she)備的功率(lv)不(bu)同(tong)，要求穩壓器輸出的大電流(liu)(liu)也不(bu)相同(tong)。通常，輸出電流(liu)(liu)越大的穩壓器成(cheng)本越高。為了降低(di)成(cheng)本，在多(duo)只穩壓器組成(cheng)的供電系統中，應根據各部(bu)分所需的電流(liu)(liu)值選擇適當的穩壓器。
3．輸入輸出電壓差(DropoutVoltage)
輸(shu)入輸(shu)出電(dian)壓(ya)(ya)差(cha)是低(di)壓(ya)(ya)差(cha)線(xian)性穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)重要的參(can)數(shu)。在(zai)保(bao)證輸(shu)出電(dian)壓(ya)(ya)穩(wen)定的條件下，該(gai)電(dian)壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)差(cha)越低(di)，線(xian)性穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)的性能(neng)就越好(hao)。比如(ru)，5.0V 的低(di)壓(ya)(ya)差(cha)線(xian)性穩(wen)壓(ya)(ya)器(qi)，只(zhi)要輸(shu)入 5.5V 電(dian)壓(ya)(ya)，就能(neng)使(shi)輸(shu)出電(dian)壓(ya)(ya)穩(wen)定在(zai) 5.0V。
4．接地電流(GroundPinCurrent)
接(jie)地電(dian)(dian)路 IGND 是(shi)指串聯(lian)調(diao)整(zheng)管輸出電(dian)(dian)流(liu)為零時(shi)，輸入電(dian)(dian)源提供的(de)穩(wen)壓器工作(zuo)(zuo)電(dian)(dian)流(liu)。該電(dian)(dian)流(liu)有時(shi)也稱為靜態電(dian)(dian)流(liu)，但是(shi)采用 PNP 晶體管作(zuo)(zuo)串聯(lian)調(diao)整(zheng)管元件時(shi)，這種習(xi)慣(guan)叫法是(shi)不正(zheng)確的(de)。通常較理想的(de)低壓差穩(wen)壓器的(de)接(jie)地電(dian)(dian)流(liu)很小。
5．負載調整率(LoadRegulation)
負載(zai)調(diao)整(zheng)率(lv)可(ke)以通(tong)過(guo)圖 2-1 和式(shi) 2-1 來定(ding)義，LDO 的負載(zai)調(diao)整(zheng)率(lv)越小，說明 LDO 抑制負載(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(fu)載電(dian)流(liu)分(fen)別為 0.1mA 和 Imax 時的輸出(chu)電(dian)壓之差
6．線性調整率(LineRegulation)
線性(xing)(xing)調(diao)整(zheng)率(lv)可以通過(guo)圖 2-2 和(he)式 2-2 來定義，LDO 的線性(xing)(xing)調(diao)整(zheng)率(lv)越(yue)小(xiao)，輸入電壓(ya)變化(hua)對輸出電壓(ya)影響越(yue)小(xiao)，LDO 的性(xing)(xing)能(neng)越(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(ru) Vo 到(dao) Vmax'輸出電壓大值和小值之差
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(di)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)差線性(xing)穩壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)的(de)(de)典(dian)型(xing)應用如(ru)圖(tu) 3-1 所示(shi)。圖(tu) 3-1(a)所示(shi)電(dian)(dian)路是一種 常(chang)見的(de)(de) AC/DC 電(dian)(dian)源，交(jiao)流電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)經變壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)后，變換成所需要的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，該(gai)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)經整流后變為直流電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)。在該(gai)電(dian)(dian)路中，低(di)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)差線性(xing)穩壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)的(de)(de)作用是：在交(jiao)流電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)或負(fu)載變化時穩定輸出電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，抑制紋波電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)，消除電(dian)(dian)源產(chan)生的(de)(de)交(jiao)流噪聲。
各種(zhong)蓄電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)工作電(dian)壓(ya)(ya)都在(zai)一定范圍內變(bian)化。為(wei)了保(bao)證蓄電(dian)池(chi)組(zu)輸(shu)出恒定電(dian)壓(ya)(ya)，通常都應當在(zai)電(dian)池(chi)組(zu)輸(shu)出端(duan)接入低(di)壓(ya)(ya)差(cha)線性穩壓(ya)(ya)器，如圖(tu) 3-1(b)所(suo)示(shi)。低(di)壓(ya)(ya)差(cha)線性穩壓(ya)(ya)器的(de)(de)(de)(de)功率較低(di)，因此(ci)可(ke)以延長蓄電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命。同時(shi)，由于低(di)壓(ya)(ya)差(cha)線性穩壓(ya)(ya)器的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出電(dian)壓(ya)(ya)與輸(shu)入電(dian)壓(ya)(ya)接近(jin)(jin)，因此(ci)在(zai)蓄電(dian)池(chi)接近(jin)(jin)放電(dian)完(wan)畢時(shi)，仍可(ke)保(bao)證輸(shu)出電(dian)壓(ya)(ya)穩定。
*，開(kai)關性(xing)(xing)穩壓(ya)(ya)電(dian)源(yuan)的效(xiao)率很高(gao)，但輸(shu)(shu)出紋波(bo)電(dian)壓(ya)(ya)較高(gao)，噪聲較大(da)(da)，電(dian)壓(ya)(ya)調整率等性(xing)(xing)能也(ye)較差，特別是對(dui)模(mo)擬電(dian)路(lu)供電(dian)時(shi)，將產生較大(da)(da)的影響。在開(kai)關性(xing)(xing)穩壓(ya)(ya)器輸(shu)(shu)出端接入低壓(ya)(ya)差線性(xing)(xing)穩壓(ya)(ya)器，如圖(tu) 2-3(c)所示，就可以實現有源(yuan)濾波(bo)，而且也(ye)可大(da)(da)大(da)(da)提高(gao)輸(shu)(shu)出電(dian)壓(ya)(ya)的穩壓(ya)(ya)精度，同(tong)時(shi)電(dian)源(yuan)系統(tong)的效(xiao)率也(ye)不會明(ming)顯降低。
在(zai)某些應用中(zhong)，比如無線(xian)電(dian)(dian)通信(xin)設備(bei)通常(chang)只有(you)一足電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)供電(dian)(dian)，但各部(bu)分(fen)電(dian)(dian)路常(chang)常(chang)采用互相(xiang)隔離的(de)(de)不同電(dian)(dian)壓(ya)，因此必須(xu)由多只穩(wen)壓(ya)器(qi)供電(dian)(dian)。為(wei)了節省共(gong)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)電(dian)(dian)量，通常(chang)設備(bei)不工(gong)作時，都希望低(di)壓(ya)差線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)工(gong)作于睡眠狀態。為(wei)此，要求(qiu)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)具(ju)有(you)使能(neng)控制端。有(you)單組蓄電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)供電(dian)(dian)的(de)(de)多路輸(shu)出且具(ju)有(you)通斷控制功能(neng)的(de)(de)供電(dian)(dian)系統如圖 3-1(d)所(suo)示。
圖(tu) 3-1 低(di)壓差線(xian)性穩壓器(LDO)典型(xing)應用
四、DC-DC
應當(dang)可以這(zhe)樣理解：DCDC 的(de)意思(si)是直(zhi)流(liu)(liu)變(bian)（到）直(zhi)流(liu)(liu)（不同直(zhi)流(liu)(liu)電源值(zhi)的(de)轉換(huan)），只要符合這(zhe)個定義都可以叫 DCDC 轉換(huan)器，包括 LDO。但是一般的(de)說法是把(ba)直(zhi)流(liu)(liu)變(bian)（到）直(zhi)流(liu)(liu)由(you)開關方式實現的(de)器件叫 DCDC。
DC-DC 轉換器(qi)包括(kuo)升壓、降(jiang)壓、升 / 降(jiang)壓和(he)反(fan)相(xiang)等電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路。DC-DC 轉換器(qi)的(de)(de)(de)(de)優點是效率(lv)高(gao)、可(ke)以(yi)輸出(chu)大電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流、靜態電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流小(xiao)。隨著集成(cheng)(cheng)度的(de)(de)(de)(de)提高(gao)，許多新(xin)型 DC-DC 轉換器(qi)僅(jin)需要(yao)幾只外接電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)器(qi)和(he)濾波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)。但是，這類電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源控制器(qi)的(de)(de)(de)(de)輸出(chu)脈動(dong)和(he)開關(guan)噪(zao)音較(jiao)大、成(cheng)(cheng)本(ben)相(xiang)對較(jiao)高(gao)。近幾年來，隨著半導體技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展，表面(mian)貼裝的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)器(qi)、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)、以(yi)及高(gao)集成(cheng)(cheng)度的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源控制芯片的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)不斷(duan)降(jiang)低，體積越(yue)來越(yue)小(xiao)。由於出(chu)現(xian)了導通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻很(hen)小(xiao)的(de)(de)(de)(de) MOSFET 可(ke)以(yi)輸出(chu)很(hen)大功(gong)率(lv)，因而不需要(yao)外部的(de)(de)(de)(de)大功(gong)率(lv) FET。例如對于 3V 的(de)(de)(de)(de)輸入電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓，利(li)用(yong)(yong)(yong)芯片上的(de)(de)(de)(de) NFET 可(ke)以(yi)得到 5V/2A 的(de)(de)(de)(de)輸出(chu)。其(qi)次，對于中小(xiao)功(gong)率(lv)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)成(cheng)(cheng)本(ben)低小(xiao)型封裝。另外，如果(guo)開關(guan)頻(pin)率(lv)提高(gao)到 1MHz，還能夠降(jiang)低成(cheng)(cheng)本(ben)、可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)尺寸較(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan)器(qi)和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容器(qi)。有些新(xin)器(qi)件還增加許多新(xin)功(gong)能，如軟啟動(dong)、限流、PFM 或者(zhe) PWM 方式選擇等。
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(shou)先從效(xiao)(xiao)率上說，DC/DC 的效(xiao)(xiao)率普(pu)遍要遠高于 LDO，這是其工(gong)作原理決定(ding)的。其次，DC/DC 有 Boost，Buck，Boost/Buck，(有人把 ChargePump 也(ye)歸為此類)；而 LDO 只有降壓型(xing)。
再次(ci)，也是(shi)很重要的(de)(de)一點，DC/DC 因為其(qi)開關(guan)頻(pin)率的(de)(de)原(yuan)因導致其(qi)電源(yuan)噪聲(sheng)很大(da)(da)，遠比 LDO 大(da)(da)的(de)(de)多，大(da)(da)家可(ke)(ke)以關(guan)注 PSRR 這(zhe)個參數 . 所(suo)以當考慮到比較敏感的(de)(de)模擬(ni)電路時(shi)候，有(you)可(ke)(ke)能就要犧牲效率為保證電源(yuan)的(de)(de)純凈而(er)選擇 LDO。
還(huan)有，通(tong)常 LDO 所需(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)外圍(wei)器件簡(jian)單，占面積(ji)小，而 DC/DC 一般都會要(yao)求電感，二極管，大(da)(da)電容，有的(de)(de)(de)(de)還(huan)會要(yao) MOSFET，特別是 Boost 電路，需(xu)要(yao)考(kao)慮電感的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)工作(zuo)電流(liu)，二極管的(de)(de)(de)(de)反向(xiang)恢復(fu)時間(jian)，大(da)(da)電容的(de)(de)(de)(de) ESR 等(deng)(deng)等(deng)(deng)，所以從(cong)外圍(wei)器件的(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇來說比 LDO 復(fu)雜，而且占面積(ji)也相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)會大(da)(da)很多。
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