開關(guān)電源(DC-DC)與LDO電源的區(qū)別---原理
發(fā)布時間:2021-06-11 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】從開關(guān)電源和LDO電源的一些原理上談?wù)?,對比指?biāo)上的區(qū)別,目的是分析它們之間的優(yōu)缺點,從而找到如何在PCB設(shè)計上更好的進行選擇使用。本來是想從直流電源的種類的選擇進行切入,但是查閱了不少資料,發(fā)現(xiàn)對直流電源的分類不太明確,按類型分,按電路結(jié)構(gòu)分,按拓撲分都不太一樣。有的把它分為線性型,開關(guān)型,可控硅整流型和感應(yīng)型;有的又把它分為化學(xué)電源,線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)型穩(wěn)壓電源,有的分類干脆就分兩種,線性型和開關(guān)型。
從開關(guān)電源和LDO電源的一些原理上談?wù)?,對比指?biāo)上的區(qū)別,目的是分析它們之間的優(yōu)缺點,從而找到如何在PCB設(shè)計上更好的進行選擇使用。本來是想從直流電源的種類的選擇進行切入,但是查閱了不少資料,發(fā)現(xiàn)對直流電源的分類不太明確,按類型分,按電路結(jié)構(gòu)分,按拓撲分都不太一樣。有的把它分為線性型,開關(guān)型,可控硅整流型和感應(yīng)型;有的又把它分為化學(xué)電源,線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)型穩(wěn)壓電源,有的分類干脆就分兩種,線性型和開關(guān)型。
回到我們熟悉的PCB中,大的分類就比較明確了,主要有線性電源和開關(guān)電源,其中線性電源主要使用LDO電源,開關(guān)電源就是我們通常說的DC-DC電源。其實嚴謹來說,線性電源不能等同于LDO電源,LDO電源只是線性電源的其中一種,只不過它具有比較低的調(diào)整管壓差而得名。
前面的文章有提過開關(guān)電源的一些原理,因此在講它們的區(qū)別之前,覺得應(yīng)該補充下LDO的原理,然后才能進行下面的對比。
LDO,low dropout regulator,中文是低壓差線性穩(wěn)壓器,它內(nèi)部的一般結(jié)構(gòu)如下圖:
用到的元器件也比較簡單,一個串聯(lián)調(diào)整管VT,兩個分壓電阻R1,R2,放大器A,基準(zhǔn)電壓REF部分,然后就可以把輸入和輸出連接起來,由R1和R2分壓得到的放大器的同相輸入端電壓為取樣電壓,放大器反相輸入端電壓為一個基準(zhǔn)電壓,放大器的輸出用來驅(qū)動調(diào)整管,調(diào)整管的輸入輸出連接輸入輸出電壓。
然后它是怎么進行穩(wěn)壓的呢,我們對它的工作原理進行描述下:
當(dāng)輸出電壓Uout下降時,由R1和R2分壓的取樣電壓(即放大器的同相輸入端電壓)下降,因此放大器的輸出驅(qū)動電流增加,從而導(dǎo)致串聯(lián)調(diào)整管的壓降減小,即Uin-Uout減小,最終使Uout電壓上升。當(dāng)輸出電壓Uout上升時同理。
如果你們覺得關(guān)于開關(guān)電源和LDO的原理描述還過于復(fù)雜的話,本人還特地畫了以下這個模型進行比喻(畫得不太好看,請多多見諒哈)。
我們把輸入電壓比喻成一個大的水龍頭,我們的目的是從這個大的水龍頭(輸入電壓)中接取小的水流(輸出電壓),我們有以下兩種方式去完成。
左邊的方式是我們加個水閥,把水閥開到一個我們需要的位置,把這個位置固定,然后讓水龍頭流出我們需要的水流大?。换蛘呶覀兡X洞可以開得大一點,用右邊的方法,我們通過不斷的把水龍頭全開全關(guān),這樣其實也能得到連續(xù)的水流,前提是我們開和關(guān)的速度要快些,不然水流會斷,然后通過開和關(guān)的時間的比例也能控制水流的大小。這其實就是LDO和DC-DC電源工作原理的主要區(qū)別。
(來源:一博自媒體,作者:黃剛 高速先生團隊隊員)
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