開關電源(DC-DC)與LDO電源的區別---原理
發布時間:2021-06-11 責任編輯:lina
【導讀】從開關電源和LDO電源的一些原理上談談,對比指標上的區別,目的是分析它們之間的優缺點,從而找到如何在PCBshejishanggenghaodejinxingxuanzeshiyong。benlaishixiangcongzhiliudianyuandezhongleidexuanzejinxingqieru,danshizhayuelebushaoziliao,faxianduizhiliudianyuandefenleibutaimingque,anleixingfen,andianlujiegoufen,antuopufendoubutaiyiyang。youdebatafenweixianxingxing,kaiguanxing,kekongguizhengliuxingheganyingxing;有的又把它分為化學電源,線性穩壓電源和開關型穩壓電源,有的分類幹脆就分兩種,線性型和開關型。

從開關電源和LDO電源的一些原理上談談,對比指標上的區別,目的是分析它們之間的優缺點,從而找到如何在PCBshejishanggenghaodejinxingxuanzeshiyong。benlaishixiangcongzhiliudianyuandezhongleidexuanzejinxingqieru,danshizhayuelebushaoziliao,faxianduizhiliudianyuandefenleibutaimingque,anleixingfen,andianlujiegoufen,antuopufendoubutaiyiyang。youdebatafenweixianxingxing,kaiguanxing,kekongguizhengliuxingheganyingxing;有的又把它分為化學電源,線性穩壓電源和開關型穩壓電源,有的分類幹脆就分兩種,線性型和開關型。
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電源,其中線性電源主要使用LDO電源,開關電源就是我們通常說的DC-DC電源。其實嚴謹來說,線性電源不能等同於LDO電源,LDO電源隻是線性電源的其中一種,隻不過它具有比較低的調整管壓差而得名。
前麵的文章有提過開關電源的一些原理,因此在講它們的區別之前,覺得應該補充下LDO的原理,然後才能進行下麵的對比。
LDO,low dropout regulator,中文是低壓差線性穩壓器,它內部的一般結構如下圖:

用到的元器件也比較簡單,一個串聯調整管VT,兩個分壓電阻R1,R2,放大器A,基準電壓REF部分,然後就可以把輸入和輸出連接起來,由R1和R2分(fen)壓(ya)得(de)到(dao)的(de)放(fang)大(da)器(qi)的(de)同(tong)相(xiang)輸(shu)入(ru)端(duan)電(dian)壓(ya)為(wei)取(qu)樣(yang)電(dian)壓(ya),放(fang)大(da)器(qi)反(fan)相(xiang)輸(shu)入(ru)端(duan)電(dian)壓(ya)為(wei)一(yi)個(ge)基(ji)準(zhun)電(dian)壓(ya),放(fang)大(da)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)用(yong)來(lai)驅(qu)動(dong)調(tiao)整(zheng)管(guan),調(tiao)整(zheng)管(guan)的(de)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)連(lian)接(jie)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。
然後它是怎麼進行穩壓的呢,我們對它的工作原理進行描述下:
當輸出電壓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動電流增加,從而導致串聯調整管的壓降減小,即Uin-Uout減小,最終使Uout電壓上升。當輸出電壓Uout上升時同理。
如果你們覺得關於開關電源和LDO的原理描述還過於複雜的話,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,然後讓水龍頭流出我們需要的水流大小;或(huo)者(zhe)我(wo)們(men)腦(nao)洞(dong)可(ke)以(yi)開(kai)得(de)大(da)一(yi)點(dian),用(yong)右(you)邊(bian)的(de)方(fang)法(fa),我(wo)們(men)通(tong)過(guo)不(bu)斷(duan)的(de)把(ba)水(shui)龍(long)頭(tou)全(quan)開(kai)全(quan)關(guan),這(zhe)樣(yang)其(qi)實(shi)也(ye)能(neng)得(de)到(dao)連(lian)續(xu)的(de)水(shui)流(liu),前(qian)提(ti)是(shi)我(wo)們(men)開(kai)和(he)關(guan)的(de)速(su)度(du)要(yao)快(kuai)些(xie),不(bu)然(ran)水(shui)流(liu)會(hui)斷(duan),然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)開(kai)和(he)關(guan)的(de)時(shi)間(jian)的(de)比(bi)例(li)也(ye)能(neng)控(kong)製(zhi)水(shui)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)。這(zhe)其(qi)實(shi)就(jiu)是(shi)LDO和DC-DC電源工作原理的主要區別。
(來源:一博自媒體,作者:黃剛 高速先生團隊隊員)
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