LDO即低压差线性稳压器,故名思意,为线性稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压小于输入电压。DC/DC是直流电压转直流电压,可升压和降压,开关电源中有多种拓扑如BUCK,BOOST,BUCK-Boost等.LDO是一种线性控制,DC/DC是开关型控制。它们在性能上都各有优劣,使用功率范围也不一样。

LDO稳定性好,负载响应快,输出纹波小,但效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大。DC/DC效率高,输入电压范围较宽,但负载响应慢,输出纹波也比较大。      

一.DCDC实现原理

内部是先把DC直流电源转变为交流电电源AC。即直流电源(Vin)→交流电源(开关节点,MOS管与电感,二极管节点)→直流输出(Vout).通常是一种自激震荡电路,所以外面需要电感等分立元件。
(一)降压型DC/DC转换器

                                                 开关节点对地波形

工作过程:当功率MOS闭合时,电源通过电感给负载供电,并将电能储存在电感L和输出电容中;由于电感L的自感,在MOS开关闭合时,电流增大的比较缓慢,即输出不能立刻达到电源的电压值。开关MOS断开,由于电感L的自感作用,电压极性调转,将保持电路中的电流方向不变,即从左到右继续流。电流流过负载,从地返回,流到肖特基二极管的正极,经过二极管返回电感L的左端,从而形成一个回路。通过控制PWM的占空比就可以控制输出的电压。

(二)升压型DC/DC转换器


                                            开关节点对地波形



工作过程:开关导通时, 输入电压流向电感, 电感电流线性增加,电感储能增加,电源向电感转移电能。

开关断开时, 电感电压等于输入电压减去输出电容的电压, 电感电流减少,电感储能减少, 电感储能向负载转移电能。

二.LDO基本原理

低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图所示,该电路由串联调整管VT PNP晶体管、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。


工作原理:

取样电压Uin加在比较器A的同相输入端,与加在反相输入端的基准电压Uref(Uout*R2/(R1+R2))相比较,两者的差值经放大器A放大后.Uout=(U+-U-)*A ( A為比较放大器的倍数)控制串联调整管的压降,从而稳定输出电压。
当输出电压Uout降低时,基准电压Uref与取样电压Uin的差值增加,比较放大器输出的驱动电流增加,串联调整管压降减小,从而使输出电压升高。
相反,若输出电压Uout超过所需要的设定值,比较放大器输出的前驱动电流减小,从而使输出电压降低。供电过程中,输出电压校正连续进行,调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能,比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等,而且串联调整管也可以采用P MOSFET

三.DC/DC和LDO的区别是什么?

DC/DC转换器一般由控制芯片,电感,二极管,三极管,电容构成。具有高效率、高输出电流、低静态电流等特点,随着集成度的提高,许多新型DC-DC转换器的外围电路仅需电感和滤波电容;但该类电源控制器的输出纹波和开关噪声较大、成本相对较高。LDO:低压差线性稳压器的突出优点是具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。

超强

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2019年7月4日