作者:一博科技 鑒于在上篇文章網友們的答復,不少人首先關注開關電源和LDO電源效率及功耗上的差異,那在本篇文章就展開談談它們的效率問題。所謂效率,其實就是傳遞到輸出端的功率比,等于(傳遞的功率/輸入的功率)*100%。我們首先通過理想的仿真模型來直觀的看看它們的差別。 我們對比TI的TPS5430(DC-DC)和LM2941(LDO),都是由15V轉成5V。 它們的典型電源鏈路結構及仿真結果分別如下: TPS5430(DC-DC)(5V-3A輸出) 仿真結果: 輸入和輸出電流如下: 而輸入輸出電壓為: 由功率=V*I,輸入電流幅度為3A,占空比為1/3,而輸出電流為3A,因此基本上輸入功耗和輸出功耗接近,效率幾乎為100%。 LM2941(LDO)(5V-300mA輸出) 仿真結果: 輸入和輸出電流如下: 而輸入輸出電壓如下: 可見。LDO由于輸入輸出電流大小相同,為300mA(其實上會有很小部分靜態電流流向地),而輸入輸出電壓比為3,因此效率只有33%。 LDO電壓的效率會那么低呢,功耗到底浪費在哪里了?看大家的回復也說到了,主要就是串聯調整管的內阻消耗掉了,給芯片會造成什么影響呢?最大的影響就是發熱,這也就是為什么LDO的輸入輸出壓差不能太大,另外輸出電流也不能太大,不然效率降低之余造成的發熱量是非常嚴重的,因此有的LDO封裝上需要加大面積的散熱片,這也導致了LDO的體積或者需要在PCB的散熱平面較大,如下所示: 看上去LDO電源的效率如果是高壓差,大電流輸出的情況下是比較難提高的了。那么,開關電源呢?我們直觀上知道效率會比較高,從仿真上看開關電源的效率也幾乎滿格,那其實上呢,開關電源效率有損耗嗎,主要會損耗在什么地方呢? |