ldo与dc-dc的主要区别：LDO基本原理及与DCDC的对比

ldo与dc-dc的主要区别：LDO基本原理及与DCDC的对比输出电压是LDO最重要的参数，也是进行选型时首先考虑的因素。LDO有固定输出电压和可调输出电压两种类型。固定电压输出的使用起来比较方便，而且由于电压是经过生产厂家精密调整的，所以精度很高。但是由于输出电压是固定的，所以使用起来有局限性，而且外接元器件的变化会影响稳定的精度。①输出电压LDO的基本电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、以及比较器A组成，电路图如下所示取样电压加在比较器A的同相输入端，与加在反向输入端的基准电压Uref相比较，两者的差值经过放大器A放大之后，控制串联的调整管VT的压降，从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时，基准电压和取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降相应减小，从而使输出电压升高。相反，如果输出电压Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的驱动电流减小，调整管压降相应增大，从而使输出电压降低。工作过程中，输出电压校正是连续

前面我们聊了有关DC-DC转换器中非隔离的四种电路类型，降压(Buck)电路、升压(Boost)电路、升降压(Buck-Boost)电路以及丘克(Cuk)电路；今天我们来聊另外一种也算是DC-DC变换，但跟之前的又有所区别，而且还是集成的器件——线性稳压器(LDO)

1、前言

LDO(Low Dropout Regulater)即低压差线性稳压器，为什么叫低压差呢？因为其允许的输入输出之间的电压差可以很小。相对于传统的线性稳压器而言，如78XX系列的芯片，都要求输入输出间的压差不能小于2V，否则不能正常工作，这样的要求有的时候难为了一些需求。如我们常见的5V转3.3V，之间的压差只有1.7V，那么78XX系列的稳压器就不太适合，所以低压差的线性稳压器就随之产生了。

严格意义上来说，只要进行直流变直流的我们都称之为DC-DC。但一般我们会认为直流变直流，由开关方式的这类，我们称为DC-DC，当然不必纠结这些细节了，当你实际使用的时候，自然会有取舍，不可能杀猪用牛刀。

接下来，我们先来简单的了解下有关LDO的基本原理，再对LDO和DC-DC做一个简单的比较。

2、LDO的基本原理

LDO的基本电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、以及比较器A组成，电路图如下所示

取样电压加在比较器A的同相输入端，与加在反向输入端的基准电压Uref相比较，两者的差值经过放大器A放大之后，控制串联的调整管VT的压降，从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时，基准电压和取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降相应减小，从而使输出电压升高。相反，如果输出电压Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的驱动电流减小，调整管压降相应增大，从而使输出电压降低。工作过程中，输出电压校正是连续进行的，调整的时间只受比较器和输出晶体管回路反应速度的限制。

当然，上面的电路图只是为了方便讲解的一个简化图，实际的线性稳压器还会具有许多其他的功能，比如负载短路保护、过压保护、反接保护、过温保护等，要是需要满足更低的压差，调整管VT也可以选择更优的器件，如MOSFET。

3、基本参数

①输出电压

输出电压是LDO最重要的参数，也是进行选型时首先考虑的因素。LDO有固定输出电压和可调输出电压两种类型。固定电压输出的使用起来比较方便，而且由于电压是经过生产厂家精密调整的，所以精度很高。但是由于输出电压是固定的，所以使用起来有局限性，而且外接元器件的变化会影响稳定的精度。

②最大输出电流

用电设备的功率不尽相同，要求稳压器输出的最大电流也不相同。通常，输出电流越大的稳压器成本越高，所以选型时，为了成本考虑，需要进行比较适合的选择。

③输入输出电压差

输入输出电压差也是比较重要的参数。在保证输出电压稳定的前提下，该电压压差越小，稳压器的性能会越好，损耗也会较小。

④负载调整率

LDO的负载调整率越小，说明LDO抑制负载干扰的能力越强。

下面是输出电压和输出电流的关系曲线

负载调整率

◬Vload=◬V/(Vo*Imax)*100%

其中，

Imax——LDO最大输出电流

Vt——输出电流为Imax时，LDO的输出电压

Vo——输出电流为0.1mA时，LDO的输出电压

◬V——负载电流分别为0.1mA和Imax时的输出电压之差

⑤线性调整率

LDO的线性调整率越小，输入电压变化对输出电压影响越小，LDO的性能也就越好。

下图是输出电压和输入电压的关系曲线

线性调整率

◬Vline=◬V/(Vo*（Vmax-Vo）)*100%

其中，

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

⑥电源抑制比(PSRR)

LDO的输入源往往有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。PSRR的值越高，LDO输出纹波会越低。

PSRR=20log(VEin/VEout)

其中，

VEin和VEout分别是在受到外来信号影响时，输入和输出电压。

4、LDO VS. DC/DC

LDO和DC/DC稳压器都有各自的优点，前面我们提到的DC-DC电路有Buck和Boost两种基本的类型，即降压和升压，而LDO只能用于降压的情况下。

我们简单地从下面的几个方面进行一个比较，来说明该如何抉择：

㈠效率

如果输入电压和输出电压很接近，以效率比较，建议选用LDO。

LDO的效率与输入和输出电压之间的差值成正比; 差异越小，设备的效率越高。

如果输入和输出电压之间的差值比较大，建议使用DC/DC稳压器。

①LDO的输入电流基本上是接近输出电流的，如果压降差值太大，耗在LDO上能量太大，效率反而不高。

②DC/DC稳压器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。

㈡输出电压

DC/DC 稳压器有不同类型，支持不同设计电路，如升压、降压、升降压等输出。可是LDO只能提供降压转换。在要求Vo电压高于Vin电压，或需要来自正Vin电压的负Vo电压的应用中，LDO显然并不适用。

㈢电源噪声

随着芯片集成度的提高，许多新型DC/DC稳压器仅需要几个外接电感器和滤波电容器。但是，相比LDO，这类电源控制器的输出脉动和开关噪声较大、成本相对较高。我们也可以从芯片的PSRR数值来估算输出信号受到多少外來信号影响。

此外，对于噪声敏感的应用，例如通信和无线电设备，电源噪声小非常关键。LDO具有非常低的输出电压纹波，因为LDO的设计不需要经常打开和关闭，而且一般都具有非常高的带宽，因此几乎没有EMI问题。

㈣占板面积

通常LDO所需要的外围的元器件很少，比较简单。

DC/DC稳压器一般由控制芯片、电感线圈、二极管、三极管、电容构成，有的更需要MOSFET，特别是Boost电路。此外，DC/DC稳压器在设计上也需要考虑电感的最大工作电流、电容的ESR等。所以从外围器件的选择来说，DC/DC稳压器比LDO复杂，整个电路系统占用电路板的面积也相对较多。

总之，需要根据实际的应用情况进行合理合适的选择，这才是设计的美妙之处。

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