開關電源(DC-DC)與LDO電源的區別---效率
發布時間:2021-06-15 責任編輯:lina
【導讀】鑒於在上篇文章,不少人首先關注開關電源和LDO電源效率及功耗上的差異,那本篇文章就展開談談它們的效率問題。所謂效率,其實就是傳遞到輸出端的功率比,等於(傳遞的功率/輸入的功率)*100%。我們首先通過理想的仿真模型來直觀的看看它們的差別。

鑒於在上篇文章,不少人首先關注開關電源和LDO電源效率及功耗上的差異,那本篇文章就展開談談它們的效率問題。所謂效率,其實就是傳遞到輸出端的功率比,等於(傳遞的功率/輸入的功率)*100%。我們首先通過理想的仿真模型來直觀的看看它們的差別。
我們對比TI的TPS5430(DC-DC)和LM2941(LDO),都是由15V轉成5V。
它們的典型電源鏈路結構及仿真結果分別如下:
TPS5430(DC-DC)(5V-3A輸出)

仿真結果:
輸入和輸出電流如下:

而輸入輸出電壓為:

由功率=V*I,輸入電流幅度為3A,占空比為1/3,而輸出電流為3A,因此基本上輸入功耗和輸出功耗接近,效率幾乎為100%。
LM2941(LDO)(5V-300mA輸出)

仿真結果:
輸入和輸出電流如下:

而輸入輸出電壓如下:

可見。LDO由於輸入輸出電流大小相同,為300mA(其實上會有很小部分靜態電流流向地),而輸入輸出電壓比為3,因此效率隻有33%。
LDOdianyadexiaolvhuinamedine,gonghaodaodilangfeizainalile?kandajiadehuifuyeshuodaole,zhuyaojiushichuanliantiaozhengguandeneizuxiaohaodiaole,geixinpianhuizaochengshenmeyingxiangne?zuidadeyingxiangjiushifare,zheyejiushiweishenmeLDO的輸入輸出壓差不能太大,另外輸出電流也不能太大,不然效率降低之餘造成的發熱量是非常嚴重的,因此有的LDO封裝上需要加大麵積的散熱片,這也導致了LDO的體積或者需要在PCB的散熱平麵較大,如下所示:

看上去LDO電(dian)源(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)如(ru)果(guo)是(shi)高(gao)壓(ya)差(cha),大(da)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)是(shi)比(bi)較(jiao)難(nan)提(ti)高(gao)的(de)了(le)。那(na)麼(me),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)呢(ne)?我(wo)們(men)直(zhi)觀(guan)上(shang)知(zhi)道(dao)效(xiao)率(lv)會(hui)比(bi)較(jiao)高(gao),從(cong)仿(fang)真(zhen)上(shang)看(kan)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)也(ye)幾(ji)乎(hu)滿(man)格(ge),那(na)其(qi)實(shi)上(shang)呢(ne),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)效(xiao)率(lv)有(you)損(sun)耗(hao)嗎(ma),主(zhu)要(yao)會(hui)損(sun)耗(hao)在(zai)什(shen)麼(me)地(di)方(fang)呢(ne)?
(來源:一博自媒體,作者:黃剛)
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