LDO与开关电源

1、2022-6-241电子产品中常见电源转换方式：1.LDO(Low dropout regulator)-降压2.Buck-降压3.Boost-升压4.Charge Pump-升压2022-6-242内部框图：2022-6-243原理，设计简单，价格较低。纹波较小输入输出压差大时效率低=Vout/Vin,当Vin越大于Vout时效率越低。工作时输入电流等于输出电流LDO本身功耗：(Vin-Vout）*Iout2022-6-244输入电源范围：VIN输出电压精度：输出电流：Dropout Voltage：PSRR：2022-6-2452022-6-246输入：Vin /负载：R /储能元件：L/

2、续流元件：DQ导通：输入电源通过L导通给负载供电，同时L储存能量.Q截止：Vin与负载断开，二极管D起到续流作用，L中储存能量供给负载。导通时间假设为Ton,截止时间为Toff,Ton=1-Toff(Vin-Vout)*Ton=Vout*(1-Ton)Vout=Vin*Ton2022-6-247输出电感：电感值越大，PCB占用体积变大，纹波电流减小，同时对负载动态响应速度变慢；电感变小，开关频率需要加大，转换效率变低，纹波电流变大。电感承受的最大电流满足负载要求。设置最大纹波电流为负载最大电流的30%，通过下式计算最小电感：2022-6-248输出电容：选择低ESR类型电感（X5R,X7R)。

3、降低输出电压纹波，保持环路稳定。陶瓷电容ESR较小，纹波电流与输出电容成反比；电解电容ESR较大，对纹波电压影响大。2022-6-2492022-6-2410输入：Vin /负载：R /储能元件：L/续流元件：DQ截止：输入电源叠加L中储存的能量给负载供电.Q导通：Vin，L与负载断开，同时L中储存能量。导通时间假设为Ton,截止时间为Toff,Ton=1-ToffVin*Ton=(Vout-Vin)*(1-Ton)Vout=Vin/(1-Ton)2022-6-2411FB:Feedback voltage reference,输出电压反馈输入，0.104V或0.3V。典型应用：输入电感：选择

4、低DCR的型号，提高效率；电感饱和电流大于输入电流峰值；输出电感：选择高容值，减小输出纹波电流；二极管：低正向导通电压；高反向耐压；快速反应时间 。2022-6-2412DC/DC 的效率高于LDO；DC/DC 可升压，降压；LDO 只有压型.DC/DC 由于是通过开关频率控制占空比，从而控制输出电压，因而噪声比较大，对于较敏感的设计中，存在EMI 问题。LDO 是工作在线性区（linear），所需外部元件较少，占用PCB 面积小；DC/DC 多是Switch 型的，需要电感，输入输出电容，外部元件较多，占用PCB 面积大。设计方面，LDO 应用较简单，通常只要一两个旁路电容；DC/DC 的设

5、计相对复杂，需要考虑电感值（最大工作电），输入电容，输出电容（电容的ESR），二极管（反向恢复时间）等。2022-6-24132022-6-2414在第一阶段， C1和C2串联。假设C1=C2，则电容充电直到电容电压等于输入电压的一半 VC1+-VC1-=VC2+-VC2-=VIN/2 2022-6-2415在第二阶段，C1和C2并联，连接在VIN和VOUT之间。 VOUT=VIN+VIN/2=1.5VIN2022-6-2416效率 电荷泵的效率是根据电荷泵的升压模式，输入电压和输出电压所决定，如果是以2倍压模式进行升压，那么它的效率为Vout/2Vin。输入电压越小，效率越高。 应用 在我们的设计中，电荷泵经常被用作白光LED驱动，一般在手机中应用于并联LCD背光驱动背光驱动芯片或者闪光灯驱动闪光灯驱动。而串联背光驱动芯片则应选择电感式的DC/DC，因为它对电压值要求较高。 一般电荷泵芯片都有自动选择进入电荷泵模式或者bypass模式。例如芯片输入电压高压3.6V