面试的时候经常被问到LDO和DCDC的优缺点,区别。稍微简单记录下。
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LDO主要由调整管(工作在线性区,一般是晶体管或MOSFET)和放大器构成。可调输出LDO一般由外围的两个电阻来控制输出电压,但精度会受到电阻精度的影响,理论计算后还需要实测来调整。如果想要获得高精度的输出电压,尽量选择固定输出的LDO。
需要关注的LDO参数:1. 压差(Dropout),有些芯片对Vin和Vout的差值会有要求,如果不满足会导致输出电压不满足要求。(在Vin和Vout差值较小时,应选择低压差的LDO)2. 输入电压、输出电压和输出电流的范围。2. 线性调整率,输入电压变化时对输出电压造成的影响。3. 负载调整率,负载变化导致负载电流变化时,输出电压的变化量。4. 温度,由于LDO会产生热量,所以需要考虑结温。
在Vref引脚增加滤波电容,还可以进一步减小噪声和纹波。
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DCDC主要由调整管(工作在开关状态,一般是MOSFET)和二极管、电感电容电阻组成。DCDC的工作原理是通过控制MOSFET的导通和截止的时间比率,来实现对输出电压的配置。其中,导通和截止的时间比率一般由PWM(最常用)、PFM、混合式的调制方法。PWM是脉冲宽度调制,开关频率恒定,调节脉冲的占空比;PFM是脉冲频率调制,调节开关的频率。PFM在轻载状态下效率高,但是纹波和噪声相对于PWM较大。目前市场上也有PFM和PWM混合方式,集合两者的优点。
DCDC电路有三种类别:BUCK电路(降压)、BOOST电路(升压)、BUCK-BOOST电路(反相)。在DCDC电路中,MOS管的开关作用和电感电容的储能作用是实现的关键,续流二极管是提供了放电回路。
纹波电压大的原因:电感具有储能作用,在电路中随着MOS管开关有充电和放电过程,导致电流也是出现波动过程(电路分析中通常为三角波)。这个波动电流会在输出端等效电阻(输出电容的ESR和负载Rload)上形成纹波电压。因此,如果想纹波电压小,需要做好MOS管、输出电容(最主要的因素)、电感的选型工作。
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LDO与DCDC的区别:
1. LDO的输出电流一般较小,需要考虑后级电路供电需求。DCDC支持大输出电流。(与电路工作原理有关)
2. LDO的压降落在调整管上导致功耗转变为热量。当功耗较大的时候,需要考虑散热问题(一般LDO会有底部散热焊盘,需要打过孔到GND)。DCDC电路中MOS管只承担开关作用,基本无压降,但存在开关损耗,相对于LDO来说,功耗低,因此基本无需考虑散热问题。
3. LDO本身并不能保证上电时序,而DCDC本身存在一定延时,能保证输出相对于输入的延时。
4. LDO的纹波较小,尤其是对低频噪声有较强的抑制。DCDC中由于纹波电流和ESR的作用,会存在较大的纹波电压。
5. LDO的成本低,外围电路器件少,应用简单。DCDC电路通常外围还需要增加MOS管和电感(有些集成的芯片无需外加mos管),增加了电路复杂度、成本和PCB面积。
6. LDO只有降压,DCDC有多种类别可选择。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-411012.html
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