电源芯片DC/DC
在电子产品中经常会看到DC/DC、LDO的身影,在PCB中,大分类非常明确,主要是有线电源和开关电源,其中线性电源主要使用LDO电源,开关电源通常被称为DC-DC电源芯片。但严格地说,线性电源不能相当于LDO电源,LDO电源芯片只是线性电源之一,但它以相对较低的调整管压差命名。
DC/DC是将某一直流输入电压转换成另一直流输出电压,常见的有升压式(Boost)、降压式(Buck)、升降压式和反相结构,如果是用在压降比较大的情况下,选择DC/DC,因为其效率高,而LDO会因为压降大而自身损耗很大部分效率;在降压过程中能量损耗比较小,芯片发热不明显。芯片封装比较小,能实现PWM数字控制。
LDO是low dropout voltage regulator的缩写,就是低压差线性稳压器,它们都是将一种输入电压稳定到某一电压,LDO只能作为降压式输出,如果压降比较小,选择LDO,因为其噪声低,电源干净,而且外围电路简单,成本低。
电源芯片DC/DC和LDO区别
首先从效率上说,DC/DC的效率普遍要远高于LDO,这是其工作原理决定的。
其次,DC/DC有Boost,Buck,Boost/Buck,(有人把Charge Pump也归为此类)。而LDO只有降压型。
再次,也是很重要的一点,DC/DC因为其开关频率的原因导致其电源噪声很大,远比LDO大的多,大家可以关注PSRR这个参数。所以当考虑到比较敏感的模拟电路时候,有可能就要牺牲效率为保证电源的纯净而选择LDO。
电源ic选取时应注意一下以下参数
1、输出电压:DC/DC输出电压可通过反馈电阻调节,LDO有固定输出和可调输出两种类型;
2、输入输出电压差:输入输出电压差是LDO重要参数,由LDO输出电流与输入电流相等,压差越小,芯片内部功耗越小,效率越高。
3、最大输出电流:LDO一般最大输出电流有几百mA,而DCDC最大输出电流有几A甚至更大。
4、输入电压:不同芯片对输入有不同的要求。
5、纹波/噪声:由DC/DC工作在开关状态导致其纹波/噪声要比LDO差,所以在设计时比较敏感的电路尽量选择LDO供电。
6、效率:如果输入输出电压接近,选择LDO比DC/DC相对效率高,若压差大,选择DC/DC高,因LDO输出电流与输入电流基本相等,压降太大,耗在LDO上能量太大,效率就不高。
7、成本、外围电路:LDO相对DCDC成本要低,外围电路要简单。
在选择DC-DC芯片时,要避免靠近敏感的弱信号,避免直接给这类电路直接供电。DC-DC工作的开关频率在设计时也是要考虑,避免出现开关频率直接或间接通过混频对信号干扰,在不确定下,最好把同步信号SYNC接由可控的PWM来调整工作在不同的开关频率下。
近年来,随着半导体技术的发展,安装在表面的电感器、电容器和高集成电源控制芯片的成本不断降低,体积也越来越小。由于导电阻小的MOSFET可以导出大功率,因此不需要外部大功率FET。例如,对于3V的输入电压,芯片上的NFET可以获得5V/2A的输出。其次,对于中小功率的应用,可以采用低成本包装。此外,如果开关频率提高到1MHz,还可以降低成本,使用较小的电感器和电容器。一些新机器还增加了许多新功能,如软启动、限流、PFM或PWM选择。一般来说,变压器必须选择DCDC、降压、DCDC或LDO,这需要在成本、效率、噪声和功能上进行比较。