LDO和BUCK降壓穩(wěn)壓器對比

時間：2018-06-11 21:25:40

關(guān)鍵字：開關(guān)電源電源技術(shù)解析穩(wěn)壓器

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[導(dǎo)讀]在采用MCU/DSP/FPGA設(shè)計的控制系統(tǒng)中，低壓輸入級(一般在12V以下)，輸出5V/3.3V/1.8V/1.5V/1.2V的電路中，常用的電源芯片是BUCK(降壓型)開關(guān)穩(wěn)壓器和LDO(低壓差)線性穩(wěn)壓器

在采用MCU/DSP/FPGA設(shè)計的控制系統(tǒng)中，低壓輸入級(一般在12V以下)，輸出5V/3.3V/1.8V/1.5V/1.2V的電路中，常用的電源芯片是BUCK(降壓型)開關(guān)穩(wěn)壓器和LDO(低壓差)線性穩(wěn)壓器。這兩款電源芯片在應(yīng)用中，有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在電路設(shè)計時，需要根據(jù)實(shí)際有選擇地使用。

一、LDO和BUCK降壓穩(wěn)壓器對比

1、當(dāng)輸入電壓為高電壓時(一般是>5V的時候)，并且輸入輸出壓差很大時，需要選用BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器，這種情況下，采用開關(guān)電源芯片，效率高，發(fā)熱量小;若采用線性穩(wěn)壓器，則輸入輸出的壓差過大，這部分功率都被消耗了，造成效率低、發(fā)熱量巨大，需要額外增加大的散熱片。當(dāng)輸入電壓在5V以下時，優(yōu)先考慮LDO線性穩(wěn)壓器，這類芯片的特點(diǎn)是低成本，若在不考慮成本及高要求的情況下，也可使用開關(guān)穩(wěn)壓器芯片。

2、當(dāng)板級輸出電源的輸出電流>1A時，宜用BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器，這類芯片型號非常多，這里就不一一列舉了;當(dāng)輸出的電源在1A以下，最好選擇LDO芯片，使用開關(guān)穩(wěn)壓器就有些浪費(fèi)資源了，呵呵。

3、BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出紋波及穩(wěn)壓性不如LDO好,所以像MCU/DSP/FPGA等內(nèi)核電源(1.2V、1.5V、2.5V等)一般會選擇LDO，這個可以多看看TI的電源管理芯片手冊，里面有很多針對不同處理器的芯片推薦型號。另外，當(dāng)輸入電壓很高或輸入/輸出電壓壓差很大，且輸出電流比較大時，可采用“BUCK+LDO”方案。這個方案在一般的控制板上實(shí)現(xiàn)比較容易，成本也不高。

4、從電路設(shè)計的復(fù)雜程度上來說：BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器電路要用外部電感，體積較大，有些還要使用外部MOS管，電路設(shè)計和調(diào)試需要花費(fèi)一定時間，除非是前期積累的成熟設(shè)計;而LDO電路則很簡單，其外圍電路只需要幾個濾波電容。

5、BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換效率比LDO高，熱溫特性也比LDO好;在電路設(shè)計時，當(dāng)需要輸出電壓精度很高時，必須用LDO來實(shí)現(xiàn)。

總結(jié)：只有將兩者結(jié)合起來，才能得到一個穩(wěn)定的，被認(rèn)為是完美的電源電路。

二、LDO和BUCK降壓穩(wěn)壓器應(yīng)用注意事項(xiàng)

1、導(dǎo)致 LDO 產(chǎn)生振蕩最常見的原因是什么?就是輸出電容器!

A、ESR 過高。質(zhì)量欠佳的鉭電容器會具有高 ESR，一般盡量采用進(jìn)口器件。鋁電解電容器在低溫條件下將具有高 ESR，一般采用鉭電容器件。

B、ESR 過低。在電路中，最好選用知名品牌的貼片器件。

2、造成BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器芯片發(fā)熱嚴(yán)重的一個原因：就是電感。

我們知道電感器的選擇是依靠負(fù)載電阻，工作頻率，輸出電壓(占空比)工作效率來確定的，不是越大或者越小越好。目前，一些購買到的貼片電感容易出現(xiàn)容量與標(biāo)識不符的情況，造成芯片發(fā)熱嚴(yán)重，解決方法就是采用直插式柱狀電感器。

三、電源設(shè)計分享

第一個圖是一個LP3965-ADJ的LDO電源設(shè)計，可以看到，在電路中設(shè)計了一個大的接地平面用作散熱器。

第二個圖是一個LM2596的降壓開關(guān)電源設(shè)計，可以發(fā)現(xiàn)，開關(guān)電源的芯片面積僅有1/2,損耗大大減少了，意味著開關(guān)電源能夠