讲透DC-DC与LDO的原理和区别

式中：

△Vline—LDO线性调整率；

Vo—LDO名义输出电压；

Vmax—LDO最大输入电压；

△V—LDO输入Vo到Vmax’输出电压最大值和最小值之差。

    LDO的输入源往往有着许多干扰信号的存在，PSRR反映了LDO对于这些干扰信号的抑制能力。 

    低压差线性稳压器的典型应用如图3-1所示，图3-1(a)所示电路是一种最常见的AC/DC电源，交流电源电压经变压器后，变换成所需要的电压，该电压经整流后变为直流电压。 在该电路中，低压差线性稳压器的作用是：在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压，抑制纹波电压，消除电源产生的交流噪声。

    各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化，为了保证蓄电池组输出恒定电压，通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器，如图3-1(b)所示。

    低压差线性稳压器的功率较低，因此可以延长蓄电池的使用寿命， 同时，由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近，因此在蓄电池接近放电完毕时，仍可保证输出电压稳定。 众所周知，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。

    在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，如图3-1(c)所示，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降低。

    在某些应用中，比如无线电通信设备通常只有一足电池供电，但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压，因此必须由多只稳压器供电。 为了节省共电池的电量，通常设备不工作时，都希望低压差线性稳压器工作于睡眠状态，为此，要求线性稳压器具有使能控制端。 有单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能的供电系统如图3-1(d)所示。


图3-1低压差线性稳压器(LDO)典型应用 

    DC-DC的意思是直流变（到）直流，即不同直流电源值的转换，只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器，包括LDO。 但是一般的说法是把直流变（到）直流由开关方式实现的器件叫DCDC。DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路，DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。 随著集成度的提高，许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。

    但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高，近几年来，随著半导体技术的发展，表面贴装的电感器、电容器、以及高集成度的电源控制芯片的成本不断降低，体积越来越小。 由於出现了导通电阻很小的MOSFET可以输出很大功率，因而不需要外部的大功率FET。 例如对于3V的输入电压，利用芯片上的NFET可以得到5V/2A的输出，其次，对于中小功率的应用，可以使用成本低小型封装。 另外，如果开关频率提高到1MHz，还能够降低成本、可以使用尺寸较小的电感器和电容器。 有些新器件还增加许多新功能，如软启动、限流、PFM或者PWM方式选择等。

    首先从效率上说，DC/DC的效率普遍要远高于LDO，这是其工作原理决定的。 其次，DC/DC有Boost、Buck、Boost/Buck，有人把ChargePump也归为此类，而LDO只有降压型。

    再次，也是很重要的一点，DC/DC因为其开关频率的原因导致其电源噪声很大，远比LDO大的多，大家可以关注PSRR这个参数。 所以当考虑到，比较敏感的模拟电路时候，有可能就要牺牲效率为保证电源的纯净而选择LDO。

    还有，通常LDO所需要的外围器件简单占面积小，而DC/DC一般都会要求电感，二极管，大电容，有的还会要MOSFET。 特别是Boost电路，需要考虑电感的最大工作电流，二极管的反向恢复时间，大电容的ESR等等，所以从外围器件的选择来说比LDO复杂，而且占面积也相应的会大很多。