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LDO和DC

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LDO 和 DC

说到 LDO，大部分人通常会感觉比较陌生。LDO 是一种低压差的线性

稳压器，主要功能是弥补传统线性稳压器在某些方面的不足。例如当需要输

入电压要高于输出电压时，使用传统线性稳压器很难达到这种效果，所以这

时就需要 LDO 的帮助。而 DC-DC 变换器大家都比较熟悉，所以在这里就不

进行过多的介绍，将着重分析两者的差异。

顾名思义，直流变换器字面意思上来看就是直流到直流的转换(不同直流电

源值的转换)。所以，能够符合这个定义的都可以称为直流 DC-DC 转换器，

这其中就包括 LDO。但是一般的说法是把直流到直流由开关方式实现的器件

叫 DC-DC 转换器。

LDO 则包含低降压，低压降(LDO)线性稳压器的成本低，噪音低，静态电

流小，这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少，通常只需要一两个

旁路电容。新的 LDO 线性稳压器可达到以下指标：输出噪声 30μV，PSRR

为 60dB，静态电流 6μA，电压降只有 100mV。LDO 线性稳压器的性能之所

以能够达到这个水平，主要原因在于其中的调整管是用 P 沟道 MOSFET，而

普通的线性稳压器是使用 PNP 晶体管。P 沟道 MOSFET 是电压驱动的，不需

要电流，所以大大降低了器件本身消耗的电流。另一方面，采用 PNP 晶体管

的电路中，为了防止 PNP 晶体管进入饱和状态而降低输出能力， 输入和输

出之间的电压降不能太低，而 P 沟道 MOSFET 上的电压降大致等于输出电流

与导通电阻的乘积。由于 MOSFET 的导通电阻很小，因而它上面的电压降非

常低。

当你发现电路中的输出和输入电压比较接近时，就可以使用 LDO 稳压器来

提高电路的整体效率。所以，在把锂离子电池电压转换为 3V 输出电压时，

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40V转5V,40V转3.3V,40V转3V芯片DC和LDO选型

40V转5V,40V转3.3V,40V转3V芯片DC和LDO选型

40V转5V，40V转3.3V，40V转3V降压芯片和LDO芯片

1,LDO线性稳压芯片

40V输入，降压转5V,3.3V,3V的话，由于先天条件，输入和输出压差太大，只适合几十

MA电流输出供电的应用，如MCU，蓝牙模块等等其他。

LDO可参考PW8600，输入电压最高80V，功耗2uA，固定输出电压版本：5V,3.3V，

3V。封装SOT23-3.

参考电路如下图，R=2欧姆，用于输入开关产生的尖峰电压保护。或者不用R，输入电

容改成电解电容22-100uF左右。

2，DC-DC降压芯片：

如上图，可以根据频率和输出电压和输出电流，

选择例如输出：5V：PW2558,PW2815,PW2906,PW2902,PW2513等等。

输出3.3V和3V: PW2558,PW2815,PW2906

LDO与dcdc的特性对比

LDO与dcdc的特性对比

LDO与dcdc的特性对比

1，含义对比。

DC/DC：直流电压转直流电压。具有很多种拓朴结构，常见的如降压型(BUCK)，升压型(BOOST)、升降压型(Boost/buck)等多种类型。

LDO ：Low Dropout Voltage，低压差线性稳压器，顾名思义，为线性的稳压器。仅能用来降压，也就是输出电压必需小于输入电压。

严格来讲，LDO也是DC/DC的一种，但目前DC/DC多指开关电源。

2，纹波干扰。

DCDC：输出纹波大。

LDO：输出纹波小，噪音低。

3，效率与温升。

DCDC：效率较高，一般在80~95%之间。不过在轻载时效率较低。效率虽高，在大电流输出时，DCDC器件本身和功率电感仍会发热严重。

LDO：效率较低，输入输出的电压差越大效率越低，只有在压差很小时效率才接近DCDC。在大压差和高输出电流时发热会很严重。在轻载时效率虽然低，但由于电流很小所以发热量并不大。

4，外围器件数量、占用空间。

DCDC：外围器件多，一般都有电感、二极管、大电容,有的还会有MOSFET，占用主板面积大。使用时还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等等,外围器件的选择上比LDO 复杂。

LDO：外接元件也很少，通常只需要一两个旁路大电容，使用简单，占用主板面积小。

5，输出电流和负载能力。

DCDC：输出电流可以做到很大，负载能力强。

LDO：负载不能太大，输出电流大都在从几十mA到2A之间，可满足多数使用场景。

6，静态电流。

DCDC：静态电流比LDO稍高些。

LDO：对于MOS管，因为是电压驱动器件，静态电流几乎不随负载的变化而变化。对于双极型晶体管，是电流驱动器件，静态电流不但随负载电流变化，而且在Vin降低时也会有所增加。

7，输入输出。

DCDC：输入电压范围较宽。

LDO：输入电压范围一般不太宽。

8，瞬态响应速度。

DCDC：负载响应比LDO差。

单板电源设计（LDO、DCDC）

单板电源设计（LDO、DCDC）

单板电源设计（LDO、DCDC）

电源设计架构

在电路设计中，⼀块单板往往涉及多种电源，常见的如5V/3.3V/2.5V/1.8V/1.5V/1.2V/1V0.9V/0.75V等，如此多种类的电源不可能

都直接通过背板从电源板获得。⼀般，单板仅有⼀种或者两种输⼊电源，如48V或12V，再由它们产⽣单板上器件所需要的电源。

单板如何由输⼊电源⽣成所需电源，常见有两种架构：集中式电源架构和分布式电源架构。

集中式电源架构集中式电源架构是指系统由⼀个独⽴电源供电，并由这个独⽴电源直接变换得到单板所需的各种电源，如下图：

集中式电源架构的缺陷在于，对于单板上的各种电源，都需要采⽤隔离式DC/DC电源模块，⽽隔离式电源模块的成本远⾼于⾮隔离式电源

模块。

分布式电源架构

分布式电源架构采⽤两级电源转换，第⼀级提供单板输⼊电源到单板中间电源的转换，这⼀级采⽤隔离式电源模块，第⼆级则实现由中间电源到板内各个电源的转换，这⼀级采⽤⾮隔离式电源，如下图：

中间电源电压值可选择12V/9V等。第⼀级电源的⽬的是获得中间电源，同时为单板提供电源隔离保护，因此允许输出较⼤的纹波和噪声，

⽽第⼆级电源重点是限制输出纹波和噪声，同时提⾼转换效率。

常见的电源电路类型

整流

整流是指将交流电转换为直流电的过程，⽐如常见的AC/DC电源器件。

斩波

斩波是指将某⼀电平的直流电转变为另⼀电平的直流电的过程，⽐如DC/DC电源电路。

变频

变频是指某⼀频率下的交流电转换为另⼀频率交流电的过程，变频设计⼀般应⽤于⼯业⽤电中，其作⽤是节能，调速。

逆变

逆变是指将直流电转换为交流电的过程，⼀般⽤于可移动便携供电。

LDO电源介绍及其应⽤要点1. LDO 结构如下图所⽰。

LDO（Low Dropout Regulator,低压差线性稳压器）的核⼼部件是由⼀个⼯作在线性区的调整管（晶体管或MOSFET）以及⼀个放⼤器构

成。

由R1和R2构成的分压⽹络对输出电压Vout采样，采样值送往放⼤器，与内部参考电压Vref⽐较，差值经放⼤器放⼤后，驱动VT管，实现

3.3V降压1.5V,3V降压1.5V稳压LDO和DC芯片

3.3V降压1.5V,3V降压1.5V稳压LDO和DC芯片

3.3V降压1.5V，3V降压1.5V稳压LDO和DC降压芯片，稳压芯片，降压芯片，稳压芯片

选型，降压和LDO芯片选型，最大3A输出IC，极低静态电流2uA芯片，

3.3V降压1.5V和3V降压1.5V的电源芯片和电路图，有1A,2A,3A和几百MA的

LDO等多种选择。

3.3V和3V都是属于常规低压，要降压成稳压1.5V输出，只需要选择一个合适的芯

片即可，如LDO稳压IC，适合几百MA，功率小的应用需求上面，因为LDO特点就是效率

低，但是外围简单和静态电流低，效率低就无法做大电流输出。大电流需要用到DC-DC降

压芯片来完成。

常见的3.3V和3V降压1.5V的LDO可以用PW6566芯片，DC-DC降压芯片就有很

多选择了：PW2058(0.8A), PW2051(1.5A), PW2052(2A), PW2053(3A)。降压芯片的效率普

遍都是90%以上，工作时电路损耗能量低，IC发热量也少。

DC-DC

降压产品 输入电压 输出电压 输出电流 频率 封装

PW2058 2.0V～6.0V 1V～5V 0.8A 1.5MHz SOT23-5

PW2051 2.5V～5.5V 1V～5V 1.5A 1.5MHz SOT23-5

PW2052 2.5V～5.5V 1V～5V 2.0A 1.0 MHz SOT23-5

PW2053 2.5V～5.5V 1V～5V 3.0A 1.0 MHz SOT23-5

PW2162 4.5V～16V 1V～15V 2A 600KHZ SOT23-6

PW2163 4.5V～16V 1V～15V 3A 600KHZ SOT23-6

PW2205 4.5V～20V 1V～15V 5A 340KHZ SOP8-EP

PW2312 4.0V～30V 1V～28V 1.2A 1.4 MHz SOT23-6

PW2330 4.5V～30V 1V～28V 3A 130KHz SOP8