LDO：LOW DROPOUT VOLTAGE LDO（是low dropout voltage regulator的縮寫
，整流器），低壓差線性穩壓器，故名思意，為線性的穩壓器，僅能使用在降壓應用中
，也就是輸出電壓必需小於輸入電壓。

 

優點：穩定性好
，負載響應快，輸出紋波小。

缺點：效率低，輸入輸出的電壓差不能太大。負載不能太大
，目前最大的LDO為5A（但要保證5A的輸出還有很多的限製條件）

 

DC/DC：直流電壓轉直流電壓。嚴格來講
，LDO也是DC/DC的一種，但目前DC/DC多指開關電源
，具有很多種拓樸結構
，如BUCK，BOOST等。

 

優點：效率高
，輸入電壓範圍較寬。

缺點：負載響應比LDO差
，輸出紋波比LDO大。

 

那麼

，DC/DC和LDO的區別是什麼
？

 

DC/DC轉換器一般由控製芯片，電杆線圈，二極管，三極管，電容構成。DC/DC轉換器為轉變輸入電壓後有效輸出固定電壓的電壓轉換器。DC/DC轉換器分為三類：升壓型DC/DC轉換器、降壓型DC/DC轉換器以及升降壓型DC/DC轉換器。根據需求可采用三類控製。PWM控製型效率高並具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。PFM控製型即使長時間使用，尤其小負載時具有耗電小的優點。PWM/PFM轉換型小負載時實行PFM控製，且在重負載時自動轉換到PWM控製。目前DC-DC轉換器廣泛應用於手機
、MP3、數碼相機
、便攜式媒體播放器等產品中。

 

DC-DC簡述原理：

其實內部是先把DC直流電源轉變為交流電電源AC。通常是一種自激震蕩電路
，所以外麵需要電感等分立元件。

然後在輸出端再通過積分濾波，又回到DC電源。由於產生AC電源，所以可以很輕鬆的進行升壓跟降壓。兩次轉換，必然會產生損耗，這就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的問題。

 

對比：

1、DCtoDC包括boost(升壓)
、buck(降壓)、Boost/buck(升/降壓)和反相結構
，具有高效率、高輸出電流、低靜態電流等特點，隨著集成度的提高

，許多新型DC-DC轉換器的外圍電路僅需電感和濾波電容
；但該類電源控製器的輸出紋波和開關噪聲較大、成本相對較高。

2、LDO：低(di)壓(ya)差(cha)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)突(tu)出(chu)優(you)點(dian)是(shi)具(ju)有(you)最(zui)低(di)的(de)成(cheng)本(ben)，最(zui)低(di)的(de)噪(zao)聲(sheng)和(he)最(zui)低(di)的(de)靜(jing)態(tai)電(dian)流(liu)。它(ta)的(de)外(wai)圍(wei)器(qi)件(jian)也(ye)很(hen)少(shao)
，通(tong)常(chang)隻(zhi)有(you)一(yi)兩(liang)個(ge)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)。新(xin)型(xing)LDO可達到以下指標：30μV輸出噪聲、60dBPSRR、6μA靜態電流及100mV的壓差。

 

LDO簡述原理：

線性穩壓器能夠實現這些特性的主要原因在於內部調整管采用了P溝道場效應管，而不是通常線性穩壓器中的PNP晶體管。P溝道的場效應管不需要基極電流驅動，所以大大降低了器件本身的電源電流；另一方麵，在采用PNP管的結構中，為了防止PNP晶體管進入飽和狀態降低輸出能力，必須保證較大的輸入輸出壓差

；而P溝道場效應管的壓差大致等於輸出電流與其導通電阻的乘積，極小的導通電阻使其壓差非常低。當係統中輸入電壓和輸出電壓接近時，LDO是最好的選擇，可達到很高的效率。所以在將鋰離子電池電壓轉換為3V電壓的應用中大多選用LDO，盡管電池最後放電能量的百分之十沒有使用
，但是LDO仍然能夠在低噪聲結構中提供較長的電池壽命。

 

便攜電子設備不管是由交流市電經過整流(或交流適配器)後供電
，還是由蓄電池組供電，工作過程中
，電源電壓都將在很大範圍內變化。比如單體鋰離子電池充足電時的電壓為4.2V，放完電後的電壓為2.3V，變(bian)化(hua)範(fan)圍(wei)很(hen)大(da)。各(ge)種(zhong)整(zheng)流(liu)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)不(bu)僅(jin)受(shou)市(shi)電(dian)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)的(de)影(ying)響(xiang)
，還(hai)受(shou)負(fu)載(zai)變(bian)化(hua)的(de)影(ying)響(xiang)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)穩(wen)定(ding)不(bu)變(bian)，幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)都(dou)采(cai)用(yong)穩(wen)壓(ya)器(qi)供(gong)電(dian)。小(xiao)型(xing)精(jing)密(mi)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)還(hai)要(yao)求(qiu)電(dian)源(yuan)非(fei)常(chang)幹(gan)淨(jing)（無紋波、無噪聲）
，以(yi)免(mian)影(ying)響(xiang)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。為(wei)了(le)滿(man)足(zu)精(jing)密(mi)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)要(yao)求(qiu)，應(ying)在(zai)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)加(jia)入(ru)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)，以(yi)保(bao)證(zheng)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)恒(heng)定(ding)和(he)實(shi)現(xian)有(you)源(yuan)噪(zao)聲(sheng)濾(lv)波(bo)。

 

一、LDO的基本原理

低壓差線性穩壓器(LDO)的基本電路如圖1-1所示，該電路由串聯調整管VT（PNP晶體管，注：實際應用中，此處常用的是P溝道場效應管）
、取樣電阻R1和R2
、比較放大器A組成。

取樣電壓Uin加在比較器A的同相輸入端，與加在反相輸入端的基準電壓Uref（Uout*R2/（R1+R2））相比較
，兩者的差值經放大器A放大後.Uout=(U+-U-)*A注A為比較放大器的倍數
，）控製串聯調整管的壓降
，從而穩定輸出電壓。

當輸出電壓Uout降低時，基準電壓Uref與取樣電壓Uin的差值增加，比較放大器輸出的驅動電流增加

，串聯調整管壓降減小，從而使輸出電壓升高。

相反，若輸出電壓Uoutchaoguosuoxuyaodeshedingzhi，bijiaofangdaqishuchudeqianqudongdianliujianxiao
，congershishuchudianyajiangdi。gongdianguochengzhong，shuchudianyaxiaozhenglianxujinxing，tiaozhengshijianzhishoubijiaofangdaqiheshuchujingtiguanhuilufanyingsududexianzhi。

應當說明
，實際的線性穩壓器還應當具有許多其它的功能，比如負載短路保護、過壓關斷
、過熱關斷
、反接保護等
，而且串聯調整管也可以采用MOSFET。

 

二、低壓差線性穩壓器的主要參數

1．輸出電壓(OutputVoltage)

shuchudianyashidiyachaxianxingwenyaqizuizhongyaodecanshu
，yeshidianzishebeishejizhexuanyongwenyaqishishouxianyingkaolvdecanshu。diyachaxianxingwenyaqiyougudingshuchudianyaheketiaoshuchudianyaliangzhongleixing。gudingshuchudianyawenyaqishiyongbijiaofangbian，erqieyouyushuchudianyashijingguochangjiajingmitiaozhengde，suoyiwenyaqijingduhengao。danshiqishedingdeshuchudianyashuzhijunweichangyongdianyazhi
，bukenengmanzusuoyoudeyingyongyaoqiu，danshiwaijieyuanjianshuzhidebianhuajiangyingxiangwendingjingdu。

 

2．最大輸出電流(MaximumOutputCurrent)

yongdianshebeidegonglvbutong，yaoqiuwenyaqishuchudezuidadianliuyebuxiangtong。tongchang，shuchudianliuyuedadewenyaqichengbenyuegao。weilejiangdichengben，zaiduozhiwenyaqizuchengdegongdianxitongzhong，yinggenjugebufensuoxudedianliuzhixuanzeshidangdewenyaqi。

 

3．輸入輸出電壓差(DropoutVoltage)

shurushuchudianyachashidiyachaxianxingwenyaqizuizhongyaodecanshu。zaibaozhengshuchudianyawendingdetiaojianxia，gaidianyayachayuedi，xianxingwenyaqidexingnengjiuyuehao。biru，5.0V的低壓差線性穩壓器，隻要輸入5.5V電壓
，就能使輸出電壓穩定在5.0V。

 

4．接地電流(GroundPinCurrent)

接地電路IGND是指串聯調整管輸出電流為零時，輸入電源提供的穩壓器工作電流。該電流有時也稱為靜態電流，但是采用PNP晶體管作串聯調整管元件時，這種習慣叫法是不正確的。通常較理想的低壓差穩壓器的接地電流很小。

 

5．負載調整率(LoadRegulation)

負載調整率可以通過圖2-1和式2-1來定義，LDO的負載調整率越小
，說明LDO抑製負載幹擾的能力越強。

 

圖2-1OutputVoltage&OutputCurrent

 

(2-1)

 

式中

△Vload—負載調整率

Imax—LDO最大輸出電流

Vt—輸出電流為Imax時，LDO的輸出電壓

Vo—輸出電流為0.1mA時
，LDO的輸出電壓

△V—負載電流分別為0.1mA和Imax時的輸出電壓之差

 

6．線性調整率(LineRegulation)

線性調整率可以通過圖2-2和式2-2來定義
，LDO的線性調整率越小，輸入電壓變化對輸出電壓影響越小
，LDO的性能越好。

 

圖2-2OutputVoltage&InputVoltage

 

(2-2)

 

式中

△Vline—LDO線性調整率

Vo—LDO名義輸出電壓

Vmax—LDO最大輸入電壓

△V—LDO輸入Vo到Vmax''輸出電壓最大值和最小值之差

 

7．電源抑製比(PSSR)

LDO的輸入源往往許多幹擾信號存在。PSRR反映了LDO對於這些幹擾信號的抑製能力。

 

三
、LDO的典型應用

低壓差線性穩壓器的典型應用如圖3-1所示。圖3-1(a)所示電路是一種最常見的AC/DC電源，交流電源電壓經變壓器後，變換成所需要的電壓，該電壓經整流後變為直流電壓。在該電路中，低壓差線性穩壓器的作用是：在交流電源電壓或負載變化時穩定輸出電壓

，抑製紋波電壓，消除電源產生的交流噪聲。

 

各(ge)種(zhong)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)都(dou)在(zai)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)變(bian)化(hua)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)蓄(xu)電(dian)池(chi)組(zu)輸(shu)出(chu)恒(heng)定(ding)電(dian)壓(ya)，通(tong)常(chang)都(dou)應(ying)當(dang)在(zai)電(dian)池(chi)組(zu)輸(shu)出(chu)端(duan)接(jie)入(ru)低(di)壓(ya)差(cha)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)
，如(ru)圖(tu)3-1(b)所(suo)示(shi)。低(di)壓(ya)差(cha)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)功(gong)率(lv)較(jiao)低(di)，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)延(yan)長(chang)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。同(tong)時(shi)，由(you)於(yu)低(di)壓(ya)差(cha)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)與(yu)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)接(jie)近(jin)，因(yin)此(ci)在(zai)蓄(xu)電(dian)池(chi)接(jie)近(jin)放(fang)電(dian)完(wan)畢(bi)時(shi)，仍(reng)可(ke)保(bao)證(zheng)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)穩(wen)定(ding)。

 

眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)，開(kai)關(guan)性(xing)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)很(hen)高(gao)，但(dan)輸(shu)出(chu)紋(wen)波(bo)電(dian)壓(ya)較(jiao)高(gao)，噪(zao)聲(sheng)較(jiao)大(da)，電(dian)壓(ya)調(tiao)整(zheng)率(lv)等(deng)性(xing)能(neng)也(ye)較(jiao)差(cha)，特(te)別(bie)是(shi)對(dui)模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)供(gong)電(dian)時(shi)，將(jiang)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)。在(zai)開(kai)關(guan)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)輸(shu)出(chu)端(duan)接(jie)入(ru)低(di)壓(ya)差(cha)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)，如(ru)圖(tu)2-3(c)所示，就可以實現有源濾波，而且也可大大提高輸出電壓的穩壓精度
，同時電源係統的效率也不會明顯降低。

 

在zai某mou些xie應ying用yong中zhong，比bi如ru無wu線xian電dian通tong信xin設she備bei通tong常chang隻zhi有you一yi足zu電dian池chi供gong電dian
，但dan各ge部bu分fen電dian路lu常chang常chang采cai用yong互hu相xiang隔ge離li的de不bu同tong電dian壓ya，因yin此ci必bi須xu由you多duo隻zhi穩wen壓ya器qi供gong電dian。為wei了le節jie省sheng共gong電dian池chi的de電dian量liang，通tong常chang設she備bei不bu工gong作zuo時shi，都dou希xi望wang低di壓ya差cha線xian性xing穩wen壓ya器qi工gong作zuo於yu睡shui眠mian狀zhuang態tai。為wei此ci

，要yao求qiu線xian性xing穩wen壓ya器qi具ju有you使shi能neng控kong製zhi端duan。有you單dan組zu蓄xu電dian池chi供gong電dian的de多duo路lu輸shu出chu且qie具ju有you通tong斷duan控kong製zhi功gong能neng的de供gong電dian係xi統tong如ru圖tu3-1(d)所示。

 

圖3-1低壓差線性穩壓器(LDO)典型應用

 

四、DC-DC

應當可以這樣理解：DCDC的意思是直流變（到）直流（不同直流電源值的轉換），隻要符合這個定義都可以叫DCDC轉換器
，包括LDO。但是一般的說法是把直流變（到）直流由開關方式實現的器件叫DCDC。

 

DC-DC轉換器包括升壓
、降壓、升/降壓和反相等電路。DC-DC轉換器的優點是效率高、可以輸出大電流、靜態電流小。隨著集成度的提高，許多新型DC-DC轉換器僅需要幾隻外接電感器和濾波電容器。但是，這類電源控製器的輸出脈動和開關噪音較大
、成本相對較高。近幾年來
，隨著半導體技術的發展，表麵貼裝的電感器、電容器、以及高集成度的電源控製芯片的成本不斷降低，體積越來越小。由於出現了導通電阻很小的MOSFET可以輸出很大功率
，因而不需要外部的大功率FET。例如對於3V的輸入電壓
，利用芯片上的NFET可以得到5V/2A的輸出。其次，對於中小功率的應用，可以使用成本低小型封裝。另外，如果開關頻率提高到1MHz，還能夠降低成本、可以使用尺寸較小的電感器和電容器。有些新器件還增加許多新功能，如軟啟動、限流、PFM或者PWM方式選擇等。

 

總的來說，升壓是一定要選DCDC的
，降壓
，是選擇DCDC還是LDO
，要在成本
，效率，噪聲和性能上比較。

 

五、LDO與DC/DC對比

 

首先從效率上說
，DC/DC的效率普遍要遠高於LDO
，這是其工作原理決定的。其次，DC/DC有Boost，Buck，Boost/Buck，(有人把ChargePump也歸為此類)
；而LDO隻有降壓型。

 

再次，也是很重要的一點，DC/DC因為其開關頻率的原因導致其電源噪聲很大，遠比LDO大的多
，大家可以關注PSRR這個參數.所以當考慮到比較敏感的模擬電路時候，有可能就要犧牲效率為保證電源的純淨而選擇LDO。

 

還有，通常LDO所需要的外圍器件簡單

，占麵積小，而DC/DC一般都會要求電感，二極管

，大電容，有的還會要MOSFET，特別是Boost電路，需要考慮電感的最大工作電流
，二極管的反向恢複時間
，大電容的ESR等等，所以從外圍器件的選擇來說比LDO複雜，而且占麵積也相應的會大很多。