LDO_DCDC_Charge_Pump的原理比较与不同之处
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ldo 和dcdc 的优点和缺点
一、LDO 介绍
LDO 是低压降的意思,这有一段说明: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。
DC-DC 的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DC-DC 转换器,包括LDO。
但是一般的说法是把直
流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DC-DC。
LDO 优缺点:
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;。
介绍LDO的工作原理目录CONTENTS稳压管概述LDO原理LDO的发展及对比LDO的主要参数电压调节器分类线性电源传统线性电源低压差线性电源(LDO)开关类电源Charge pump (inductor less DC-DC) DC-DC (inductor)开关类电源优点:效率高,重量轻,可升、降压,输出功率大。
缺点:设计更复杂,外围器件多,花费也较高,输出纹波大。
工作原理:电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管),续流二极管D ,储能电感L ,滤波电容C 等构成。
当开关闭合时,电源通过开关K 、电感L 给负载供电,并将部分电能储存在电感L 以及电容C 中。
由于电感L 的自感,在开关接通后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后,开关断开,由于电感L 的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用),将保持电路中的电流不变,即从左往右继续流。
这电流流过负载,从地线返回,流到续流二极管D 的正极,经过二极管D ,返回电感L 的左端,从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制),就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间,以保持输出电压不变,这就实现了稳压的目的。
DC-DC开关稳压电源在开关闭合期间,电感存储能量;在开关断开期间,电感释放能量,所以电感L叫做储能电感。
二极管D在开关断开期间,负责给电感L提供电流通路,所以二极管D叫做续流二极管。
LDO概述1.名词解释:LDO是Low Dropout Regulator,翻译为低压差线性稳压器,分开即低压差+线性+稳压器。
低压差:是输出压降比较低。
传统的线性稳压器压差高达2V,而LDO的压差只有几百mV。
线性:LDO内部的MOS管工作在线性区。
(后面电路大家会看到)稳压器:是指在正常的VIN范围内,输出VOUT都稳定在一个固定值,这个固定值就是我们想要的电压值。
比如VIN是电池电压3~4.4V,VOUT始终保持2.7V输出。
深度解析DCDC和LDO原理和区别DC-DC和LDO(线性稳压器)都是常用的电源管理器件,用于将输入电压转换为所需的输出电压。
两者在电源管理方面有着不同的原理和应用。
一、DC-DC转换器原理和应用DC-DC转换器是一种用于将直流电压转换为另一种直流电压的电源管理器件。
它通过使用电感、电容和开关器件等组件,对输入电压进行变换和调节,输出所需的电压和电流。
DC-DC转换器主要有两种类型:开关型和线性型。
1.1开关型DC-DC转换器开关型DC-DC转换器将输入电压通过开关变换的方式转换为所需的输出电压。
其基本原理是通过开关管(如晶体管或MOSFET)来控制电感储能和电容功耗,以调整输出电压。
开关型DC-DC转换器的主要优点是高效率和较低的功耗。
它们适用于需要高电压转换效率、大电流输出以及宽输入电压范围的应用领域,如电力电子、通信设备和工控设备等。
1.2线性型DC-DC转换器(LDO)线性型DC-DC转换器,也称为LDO(低压差线性稳压器),通过晶体管的工作状态,将输入电压降低到所需的输出电压。
它不像开关型转换器那样进行功耗交换,而是通过调节放大器的放大倍数来实现电压调节。
线性型DC-DC转换器的主要优点是设计简单、成本低廉并且在快速响应和低噪声方面工作效果好。
它适用于对电源噪声敏感的应用领域,如射频、传感器和低功耗设备等。
二、DC-DC转换器和LDO的区别DC-DC转换器和LDO在原理、性能和应用方面有以下几点区别:2.1转换效率DC-DC转换器的转换效率通常高于LDO。
因为LDO在电压调节过程中需要通过电阻或晶体管的方式来调整电压,而开关型DC-DC转换器通过电感和电容器等元件实现高效能量转换。
2.2输入电压范围开关型DC-DC转换器的输入电压范围通常较宽,可以适应不同的输入电压。
而LDO一般要求输入和输出电压的差额较小,输入电压范围较窄。
2.3噪声和抗干扰性能LDO通常具有较好的噪声和抗干扰性能,因为它没有开关元件的干扰和噪声源。
DC-DCLDO工作原理及區別DC-DC & LDO工作原理及區別应当可以这样理解:DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,包括LDO。
但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
LDO是低压降的意思,这有一段说明: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可以太低;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。
由於MOSFET的导通电阻很小,因而它上面的电压降非常低。
如果输入电压和输出电压很接近,最好是选用LDO稳压器,可达到很高的效率。
所以,在把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LDO稳压器。
虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用,LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长,同时噪音较低。
如果输入电压和输出电压不是很接近,就要考虑用开关型的DCDC了,应为从上面的原理可以知道,LDO的输入电流基本上是等于输出电流的,如果压降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。
DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。
DC-DC 转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。
随著集成度的提高,许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。
但是,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。
dcdc 以及ldo 内部架构异同点摘要:一、引言二、dcdc 与ldo 的内部架构异同点1.dcdc 内部架构2.ldo 内部架构3.异同点分析三、总结正文:一、引言在电子设计领域,dcdc(直流- 直流)和ldo(低压差线性稳压器)是两种常见的电源管理器件。
它们在电源转换和供电方面具有相似的功能,但在内部架构上存在一定的差异。
本文将对dcdc 和ldo 的内部架构进行比较,并分析其异同点。
二、dcdc 与ldo 的内部架构异同点1.dcdc 内部架构dcdc(直流- 直流)变换器是一种将输入直流电压转换为不同电压值的输出直流电压的电源装置。
dcdc 内部主要包括输入滤波器、功率开关、输出滤波器、控制电路等部分。
其中,功率开关是dcdc 的核心部分,负责实现输入电压与输出电压之间的能量传递。
控制电路则用于调节功率开关的开通和关断时间,以实现稳定的输出电压。
2.ldo 内部架构ldo(低压差线性稳压器)是一种基于线性稳压技术的小电流、低压差电源装置。
ldo 内部主要包括调整电阻、运算放大器、反馈电阻、功率输出级等部分。
调整电阻和运算放大器组成反馈网络,用于根据输入电压和输出电压的差值来调整功率输出级的电流,从而实现输出电压的稳定。
3.异同点分析dcdc 和ldo 在内部架构上的主要异同点如下:- 相同点:两者都包含输入滤波器和输出滤波器,用于减小输入电压和输出电压的噪声。
- 不同点:dcdc 采用开关模式进行电压调整,具有较高的转换效率和较小的体积;而ldo 采用线性模式进行电压调整,具有较低的噪声和较小的输出电压纹波。
三、总结综上所述,dcdc 和ldo 在内部架构上存在一定的差异,主要体现在功率开关和调整电阻等方面。
这些差异使得dcdc 和ldo 在电源转换效率、输出电压纹波、噪声等方面具有各自的特点和优势。
Power Regulator一、LDO1、LDO的内部结构及工作原理LDO内部模块图如上图所示,LDO内部功能与逻辑模块主要分为以下几部分:(1)OM/OFF Control 开关控制逻辑;控制LDO的输出;(2)PMOS管:控制LDO的电流输出;(3)R1/R2:电压反馈电路:经过R1/R2对VOUT输出电压分压厚反馈的误差放大器;(4)Voltage Reference:参考电压:输出电压反馈的参考基准;(5)Error Amplifier:放大输出电压反馈值与与参考电压的差,经放大后反馈到LDO 控制电路中;(6)Current Limit:由固定限流电路与监听电路组成,当LDO负载电流达到最大值或者短路时,输出短路时,固定限流电路启动,输出电压降低;同时监听电路启动,输出电压和电流进一步降低;2、相关参数的定义,选件时的注意事项(1)Vout输出电压负载瞬态响应;(2)Dropout Voltage;(3);Current Limiter:限定额定输出电流:50到500ma,根据具体设计规格确认;(5)PSSR电源纹波抑制比:;65到70dB;(5)Supply Current工作消耗电流;25UA(6)Standby Current待机电流:0.01UA;(7)Short-Circuit Current输出短路电流:30ma;(8)EN控制逻辑:EN 工作电平规范,EN高电平使能输出还是低电平使能;(9):Vin:输入电压,LDO输入电压的有效范围;Vin=Vout+Vs,这里Vs是输入电压与输出电压的差,从公式中可以看出,LDO只有降低输入电压调低输出的功能,不能高于或者等于,和具体PMOS管工艺有关;3、输入输出电容的作用及容值的计算(1)输入电容:为确保稳定的电源输入,建议采用1UF的电容靠近LDO的Vin、GND管脚放置连接;(2)输出电容:为确保输出电压相位补偿的效率,常采用低ESR的X5R或者X7R的电容,电容的最小值为1UF,而且要尽可能靠近LDO的Vout、GND管脚放置连接。