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LDO 线性稳压,功率管工作在线性区,相当于一个可变电阻;DC-DC 开关稳压,功率管工作在饱和 / 截止区,靠储能元件(电感 / 电容)传递能量。
LDO 和 DC-DC 的选型,我会从下面几个维度评估:
1. 效率:DC-DC 是开关型,转换效率高,尤其是输入输出压差大、负载电流大的时候,发热远小于 LDO;LDO 靠功率管线性分压降压,压差越大、电流越大,损耗发热越严重,适合小压差场景。
2. 噪声与纹波:LDO 没有开关动作,输出纹波、噪声非常低,电源干净;DC-DC 有开关频率,天然存在开关纹波和 EMI,需要搭配电感、电容做滤波。
3. 输入输出压差:LDO 有一个关键参数叫压差(Dropout Voltage),输入电压不能只比输出高一点点,必须大于压差才能正常稳压;压差很小的场合是 LDO 的优势场景。DC-DC 可以升压、降压、升降压,不受压差限制。
4. 外围器件与成本、体积:LDO 外围简单,一般只需要输入输出电容,方案简单、BOM 少、占板小;DC-DC 需要电感、续流二极管 / 同步管、电容,器件多,布局不好容易引入干扰。
5. 负载电流:小电流、对电源纯净度要求高优先 LDO;大电流供电、电池供电产品(看重续航)优先 DC-DC。
然后结合场景总结选型原则:
- 选 LDO:模拟电路、射频、ADC、时钟等对电源噪声敏感的芯片供电;输入输出压差不大;电流不大;空间紧张、希望方案简单。
- 选 DC-DC:输入输出压差大;负载电流大;电池设备,需要高效率省电;需要升压供电的场合。
> 补充工程上经常组合使用:DC-DC 先做一级高效率粗降压,再用 LDO 做一级低噪声精稳压,兼顾效率和电源质量。
1. 问:5V 转 3.3V,10mA 给 ADC,选哪个?
答:压差不算大、电流小、ADC 对电源噪声敏感,优先 LDO。
2. 问:12V 转 3.3V,1A 给 FPGA 核?
答:压差大、电流大,LDO 功耗太大,发热扛不住,选 Buck DC-DC;如果 FPGA 内部有模拟参考,可以单独一路 LDO 给模拟域。
3. 问:DC-DC 纹波大,怎么改善?
答:合理加大输出电容、用低 ESR 电容,优化功率环路走线,加磁珠 / LC 滤波,或者后端串 LDO。
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