DCDC电源与LDO电源

定义

LDO

LDO :LOW DROPOUT VOLTAGE
低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。
优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小
缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)

DC/DC

DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源。
具有很多种拓朴结构,如BUCK,BOOST。等。。
优点:效率高,输入电压范围较宽,驱动能力强,静态电流小。
缺点:负载响应比LDO差,输出纹波比LDO大。

区别

DC/DC 转换器一般由控制芯片,电杆线圈,二极管,三极管,电容构成。DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类:升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。

LDO是low dropout voltage regulator的缩写,整流器.

DC-DC,其实内部是先把DC直流电源转变为交流电电源AC。通常是一种自激震荡电路,所以外面需要电感等分立元件。
然后在输出端再通过积分滤波,又回到DC电源。由于产生AC电源,所以可以很轻松的进行升压跟降压。两次转换,必然会产生损耗,这就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的问题。

1.DCtoDC包括boost(升压)、buck(降压)、Boost/buck(升/降压)和反相结构,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。
2.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。新型LDO可达到以下指标:30μV 输出噪声、60dB PSRR、6μA 静态电流及100mV 的压差。LDO 线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P 沟道场效应管,而不是通常线性稳压器中的PNP 晶体管。P 沟道的场效应管不需要基极电流驱动,所以大大降低了器件本身的电源电流;另一方面,在采用PNP 管的结构中,为了防止PNP 晶体管进入饱和状态降低输出能力,必须保证较大的输入输出压差;而P 沟道场效应管的压差大致等于输出电流与其导通电阻的乘积,极小的导通电阻使其压差非常低。当系统中输入电压和输出电压接近时, LDO 是最好的选择,可达到很高的效率。所以在将锂离子电池电压转换为3V 电压的应用中大多选用LDO,尽管电池最后放电能量的百分之十没有使用,但是LDO 仍然能够在低噪声结构中提供较长的电池寿命。

参考资料

https://blog.csdn.net/henhen2002/article/details/5808120
https://blog.csdn.net/NeverImagine_/article/details/93193105?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param

原理解析

LDO

简单原理

LDO = Low Dropout Regulator,低壓差+線性+穩壓器。

「低壓差」:輸出壓降比較低,例如輸入3.3V,輸出可以達到3.2V。

「線性」 :LDO內部的MOS管工作於線性電阻。

「穩壓器」:說明了LDO的用途是用來給電源穩壓。

结构图

在这里插入图片描述

(1)此处的PMOS的电路,相当于一个,可变的电阻,通过控制P-MOS的打开程度来控制其正向导通的电阻的大小,即压控电阻。
(2)包含负反馈,自动稳压

特点

LDO是一种直流降压型的线性稳压器,其在输入电压或者负载电流发生变化的情况下仍然可以保持稳定的输出电压。如今的LDO电路具有**体积小,噪声低,功耗低,价格低廉,**使用方便等特点,但其基本的结构比较简单,包含了电压基准源(VREF),误差放大器(EA),调整管(MPASS),反馈电阻(Rl,R2)四个模块,如上图所示。

其中电压基准源为误差放大器提供了高精度的基准电压,误差放大器、调整管以及反馈电阻组成了LDO的控制环路,当输入电压或者负载电流变化的时候,输出电压VoUT也要做出相应的变化,此时LDO通过它的控制环路的负反馈调节作用可以抑制输出电压Votrr的变化。

如图所示,当输出电压降低时,通过反馈电R1,R2的分压作用,反馈电压VFB也相应的降低,基准电压源于误差放大器的反向输入端提供了稳定的参考电压,反馈电压VFB接误差放大器的正向输入端,误差放大器的输出电压VEA相应减小,调整管MPASS的栅极电压降低,栅源电压差值增加,漏极电流增加,输出电压Votrr相应增加,抑制了输出电压Votrr的降低,从而保持在稳定的输出

参考资料

https://blog.csdn.net/gsjthxy/article/details/92799274

DCDC

BUCk

在这里插入图片描述

BOOST

在这里插入图片描述

BUCK-BOOST

在这里插入图片描述

参考资料

https://blog.csdn.net/NeverImagine_/article/details/93193105?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param