LDO與開關(guān)電源

1、2022-6-241電子產(chǎn)品中常見電源轉(zhuǎn)換方式：1.LDO(Low dropout regulator)-降壓2.Buck-降壓3.Boost-升壓4.Charge Pump-升壓2022-6-242內(nèi)部框圖：2022-6-243原理，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，價(jià)格較低。紋波較小輸入輸出壓差大時(shí)效率低=Vout/Vin,當(dāng)Vin越大于Vout時(shí)效率越低。工作時(shí)輸入電流等于輸出電流LDO本身功耗：(Vin-Vout）*Iout2022-6-244輸入電源范圍：VIN輸出電壓精度：輸出電流：Dropout Voltage：PSRR：2022-6-2452022-6-246輸入：Vin /負(fù)載：R /儲(chǔ)能元件：L/

2、續(xù)流元件：DQ導(dǎo)通：輸入電源通過(guò)L導(dǎo)通給負(fù)載供電，同時(shí)L儲(chǔ)存能量.Q截止：Vin與負(fù)載斷開，二極管D起到續(xù)流作用，L中儲(chǔ)存能量供給負(fù)載。導(dǎo)通時(shí)間假設(shè)為Ton,截止時(shí)間為Toff,Ton=1-Toff(Vin-Vout)*Ton=Vout*(1-Ton)Vout=Vin*Ton2022-6-247輸出電感：電感值越大，PCB占用體積變大，紋波電流減小，同時(shí)對(duì)負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度變慢；電感變小，開關(guān)頻率需要加大，轉(zhuǎn)換效率變低，紋波電流變大。電感承受的最大電流滿足負(fù)載要求。設(shè)置最大紋波電流為負(fù)載最大電流的30%，通過(guò)下式計(jì)算最小電感：2022-6-248輸出電容：選擇低ESR類型電感（X5R,X7R)。

3、降低輸出電壓紋波，保持環(huán)路穩(wěn)定。陶瓷電容ESR較小，紋波電流與輸出電容成反比；電解電容ESR較大，對(duì)紋波電壓影響大。2022-6-2492022-6-2410輸入：Vin /負(fù)載：R /儲(chǔ)能元件：L/續(xù)流元件：DQ截止：輸入電源疊加L中儲(chǔ)存的能量給負(fù)載供電.Q導(dǎo)通：Vin，L與負(fù)載斷開，同時(shí)L中儲(chǔ)存能量。導(dǎo)通時(shí)間假設(shè)為Ton,截止時(shí)間為Toff,Ton=1-ToffVin*Ton=(Vout-Vin)*(1-Ton)Vout=Vin/(1-Ton)2022-6-2411FB:Feedback voltage reference,輸出電壓反饋輸入，0.104V或0.3V。典型應(yīng)用：輸入電感：選擇

4、低DCR的型號(hào)，提高效率；電感飽和電流大于輸入電流峰值；輸出電感：選擇高容值，減小輸出紋波電流；二極管：低正向?qū)妷?；高反向耐壓；快速反?yīng)時(shí)間 。2022-6-2412DC/DC 的效率高于LDO；DC/DC 可升壓，降壓；LDO 只有壓型.DC/DC 由于是通過(guò)開關(guān)頻率控制占空比，從而控制輸出電壓，因而噪聲比較大，對(duì)于較敏感的設(shè)計(jì)中，存在EMI 問(wèn)題。LDO 是工作在線性區(qū)（linear），所需外部元件較少，占用PCB 面積小；DC/DC 多是Switch 型的，需要電感，輸入輸出電容，外部元件較多，占用PCB 面積大。設(shè)計(jì)方面，LDO 應(yīng)用較簡(jiǎn)單，通常只要一兩個(gè)旁路電容；DC/DC 的設(shè)

5、計(jì)相對(duì)復(fù)雜，需要考慮電感值（最大工作電），輸入電容，輸出電容（電容的ESR），二極管（反向恢復(fù)時(shí)間）等。2022-6-24132022-6-2414在第一階段， C1和C2串聯(lián)。假設(shè)C1=C2，則電容充電直到電容電壓等于輸入電壓的一半 VC1+-VC1-=VC2+-VC2-=VIN/2 2022-6-2415在第二階段，C1和C2并聯(lián)，連接在VIN和VOUT之間。 VOUT=VIN+VIN/2=1.5VIN2022-6-2416效率 電荷泵的效率是根據(jù)電荷泵的升壓模式，輸入電壓和輸出電壓所決定，如果是以2倍壓模式進(jìn)行升壓，那么它的效率為Vout/2Vin。輸入電壓越小，效率越高。 應(yīng)用 在我們的設(shè)計(jì)中，電荷泵經(jīng)常被用作白光LED驅(qū)動(dòng)，一般在手機(jī)中應(yīng)用于并聯(lián)LCD背光驅(qū)動(dòng)背光驅(qū)動(dòng)芯片或者閃光燈驅(qū)動(dòng)閃光燈驅(qū)動(dòng)。而串聯(lián)背光驅(qū)動(dòng)芯片則應(yīng)選擇電感式的DC/DC，因?yàn)樗鼘?duì)電壓值要求較高。 一般電荷泵芯片都有自動(dòng)選擇進(jìn)入電荷泵模式或者bypass模式。例如芯片輸入電壓高壓3.6V