dc直流 这篇文章把DC-DC和LDO的原理和区别，讲透了

LDO:低压差电压LDO，低压差线性稳压器，因此得名，是一种线性稳压器，只能用于降压应用，即输出电压必须小于输入电压。

优点:稳定性好，负载响应快，输出纹波小。

缺点:效率低，输入输出电压差不宜过大。负载不应太大。目前最大LDO是5A

DC/DC: DC电压至DC电压。严格来说，LDO也是DC/DC的一种，但目前DC/DC多指开关电源有很多拓扑，比如BUCK、BOOST等等。

优点:效率高，输入电压范围宽。

缺点:负载响应比LDO差，输出纹波比LDO大。

那么，DC/DC和LDO有什么区别呢？

DC/DC变换器一般由控制芯片、极线圈、二极管、三极管和电容组成。DC/DC转换器是一种在转换输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。有三种类型的DC/DC转换器:升压DC/DC转换器、降压DC/DC转换器和升压DC/DC转换器。根据需求，可以采用三种控制方式。脉宽调制控制型具有高效率和良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用也具有低功耗的优点，尤其是在小负载下。脉宽调制/PFM转换类型在小负载下实现PFM控制，在大负载下自动切换到脉宽调制控制。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。

DC-DC原理简介；

实际上，在内部，DC电源首先转换为交流电源。通常是自激振荡电路，所以外部需要电感等分立元件。

然后，在输出端，经过积分滤波，返回DC电源。因为产生交流电，所以很容易升压和降压。两次转换必然会产生损失，这是大家都在努力研究如何提高DC-DC效率的问题。

比较:

1.DCtoDC包括升压、降压、Boost/buck和反相结构，具有高效率、高输出电流和低静态电流的特点。随着集成度的提高，许多新型DC-DC变换器的外围电路只需要电感和滤波电容。然而，这种功率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成本最低、噪声最低、静态电流最低。它的外围设备也很少，通常只有一两个旁路电容。新的LDO可以实现以下规格:30μV输出噪声、60分贝SRR、6μA静态电流和100毫伏电压差。

LDO原理简介:

线性调节器能够实现这些特性的主要原因是内部调节器采用P沟道FET代替了通常线性调节器中的PNP晶体管。p沟道FET不需要基极电流驱动，因此器件本身的电源电流大大降低；另一方面，在PNP晶体管的结构中，为了防止PNP晶体管进入饱和状态，降低输出容量，需要保证较大的输入输出电压差；但P沟道FET的电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电压差极低。当输入电压和输出电压接近时，LDO是最佳选择，可以实现高效率。因此，LDO主要用于将锂离子电池电压转换为3V电压的应用。虽然没有使用电池最终放电能量的10%，但LDO仍然可以在低噪声结构中提供更长的电池寿命。

无论便携式电子设备是由整流后的交流市电供电，还是由电池组供电，工作时电源电压都会发生较大范围的变化。比如单节锂离子电池充满电时电压为4.2V，放电后为2.3V，变化很大。各种整流器的输出电压不仅受电源电压变化的影响，还受负载变化的影响。为了保证稳定的电源电压，几乎所有的电子设备都由稳压器供电。小型精密电子设备也需要非常干净的电源，以免影响电子设备的正常运行。为了满足精密电子设备的要求，需要在电源的输入端增加一个线性稳压器，保证电源电压恒定，实现有源噪声滤波。

一、LDO的基本原则

低压差线性稳压器的基本电路如图1-1所示，由串联稳压器VT、采样电阻R1和R2以及比较放大器a组成

图2-1输出电压和输出电流

输入

△v load-负载调整率

IMAX—LDO的最大输出电流

Vt—当输出电流为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时输出电压的差值

6.线性调节

线性调整率可由图2-2和等式2-2定义。LDO线性调整率越小，输入电压变化对输出电压的影响越小，LDO的性能越好。

图2-2输出电压&输入电压

输入

△v line—LDO线性调整率

VO—LDO的标称输出电压

Vmax—LDO的最大输入电压

△v—从LDO输入Vo到Vmax的最大和最小输出电压之差

7.电源抑制比

LDO的输入源中往往有很多干扰信号。PSRR反映了LDO抑制这些干扰信号的能力。

三，LDO的典型应用

低压差线性稳压器的典型应用如图3-1所示。图3-1所示的电路是最常见的交流/DC电源之一。交流电源电压经过变压器后被转换成所需的电压，并被整流成为DC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。

各种电池的工作电压在一定范围内变化。为了确保电池组输出恒定电压，通常应在电池组的输出端连接一个低压差线性稳压器，如图3-1所示。低压差线性稳压器功率较低，可以延长电池的使用寿命。同时，因为低压差线性稳压器的输出电压接近输入电压，所以当电池接近放电时，输出电压仍然可以保持稳定。

众所周知，开关稳压电源的效率很高，但输出纹波电压高，噪声大，调压率也差，尤其是给模拟电路供电时，会有很大的影响。如果将低压差线性稳压器连接到开关稳压器的输出端，如图2-3所示，可以实现有源滤波，输出电压的稳压精度可以大大提高，同时电源系统的效率不会明显降低。

在一些应用中，如无线电通信设备，通常只使用一个电池供电，但各种电路往往采用相互隔离的不同电压，因此必须使用多个稳压器供电。为了节省普通电池的电量，通常期望低压差线性稳压器在设备不工作时工作在睡眠状态。因此，线性调节器需要有一个使能控制端。图3-1示出了由单个电池提供多个输出并具有开关控制功能的电源系统。

图3-1低压差线性调节器的典型应用

四.DC-DC

应该这样理解:DCDC是指DC到DC，只要符合这个定义，就可以称为DCDC转换器，包括LDO。然而，一般认为通过切换模式将DC转换为DC的设备叫做DCDC。

DC-DC转换器包括升压、降压、升压/降压和反相电路。DC-DC变换器的优点是效率高、输出电流大、静态电流小。随着集成度的提高，许多新型DC-DC转换器只需要几个外部电感和滤波电容。但是这种功率控制器的输出脉动和开关噪声比较高，成本也比较高。近年来，随着半导体技术的发展，具有高集成度的表面安装电感器、电容器和功率控制芯片的成本一直在降低，并且体积变得越来越小。不需要外部大功率场效应管，因为导通电阻小的MOSFET可以输出大功率。例如，对于3V的输入电压，通过使用芯片上的NFET可以获得5V/2A的输出。其次，对于中小功率应用，可以使用低成本的小封装。此外，如果开关频率增加到1MHz，可以降低成本，并且可以使用更小尺寸的电感器和电容器。一些新设备还增加了许多新功能，如软启动、限流、PFM或脉宽调制模式选择等。

一般来说，升压一定要选DCDC，降压一定要选DCDC或LDO，还要对比成本、效率、噪音、性能。

动词 LDO与DC/DC的比较

首先，在效率方面，DC/DC的效率普遍比LDO高很多，这是由其工作原理决定的。其次，DC/DC有Boost、Buck、Boost/Buck；而LDO只有巴克型。

第三，同样非常重要的是，DC/DC的电源噪声非常大，因为其开关频率比LDO大得多。每个人都可以关注参数PSRR。因此，在考虑灵敏的模拟电路时，有可能牺牲效率选择LDO来保证电源的纯净度。

另外，通常LDO要求的外围器件简单，占用面积小，而DC/DC一般要求电感、二极管和大电容，有的要求MOSFET，尤其是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。因此，外围设备的选择比LDO复杂，面积也会相应大很多。