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发布者:来自网络 发布时间:2010/1/1 阅读:6725次    关键字: 线性稳压器 开关稳压器 LDO DC-DC
线性稳压器与开关稳压器的比较


作者:   来源:互联网
关键字:线性稳压器 开关稳压器

      1.DC to DC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。

什么是开关稳压器?

    开关稳压器使用输出级,重复切换“开”和“关”状态,与能量存贮部件(电容器和感应器)一起产 生输出电压。它的调整是通过根据输出电压的反馈样本来调整切换定时来实现的。在固定频率的稳压器中,通过调节开关电压的脉冲宽度来调节切换定时 ? 这就是所谓的 PWM 控制。在门控振荡器或脉冲模式稳压器中,开关脉冲的宽度和频率保持恒定,但是,输出开关的“开”或“关”由反馈控制。

    根据开关和能量存贮部件的排列,产生的输出电压可以大于或小于输入电压,并且可以用一个稳压器产生多个输出电压。在大多数情况下,在同样的输入电压和输出电压要求下,脉冲(降压)开关稳压器比线性稳压器转换电源的效率更高。

什么是 LDO(低压降)稳压器?

    LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的 LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为 200mV 左右;与之相比,使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。

    更新的发展使用 CMOS 功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。使用 CMOS,通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。如果负载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。

线性稳压器与开关稳压器的比较如何?

    线性电压稳压器 开关电压稳压器
    优点: 优点:
    • 简单  
    • 输出纹波电压低  
    • 出色的 line 和负载稳压  
    • 对负载和 line 的变化响应迅速  
    • 电磁干扰 (EMI) 低
    • 效率高(降低了冷却所需的源电源需求)  
    • 能够处理较高的电源密度   
    • 拓扑学结果可用于传递单个或多个输出电压,大于或小于生成的输出电压
    缺点: 缺点:
    • 效率低  
    • 如果需要冷却设备,则要求较大的空间
    • 输出纹波电压高  
    • 瞬时恢复时间较慢  
    • 产生电磁干扰(EMI)

      LDO是低压差的器件,因此,输出多为固定电压,否则失去了低压差的意义,尽管输入电压可以在一定的范围。

      DCtoDC是电压转换,有升压、降压等,一般升压电路的输出电流不可能做大,而降压的电流可以做得较大。

      TI公司有各种上述电路,可以到TI公司的网站查,数据多数是英文的。其他公司的用得不多,不好说。

      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。

      LDO是low dropout regulator,意为低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器,如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出 2v~3V以上,否则就不能正常工作。但是在一些情况下,这样的条件显然是太苛刻了,如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v,显然是不满足条件 的。针对这种情况,才有了LDO类的电源转换芯片。生产LDO芯片的公司很多,常见的有ALPHA, Linear(LT), Micrel, National semiconductor,TI等。

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