在電壓轉(zhuǎn)換中，LDO和DCDC是經(jīng)常用到的兩種方式。眾所周知DCDC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)在于效率高，電流輸出大，靜態(tài)電流小。相比較于DCDC轉(zhuǎn)換器，LDO是一種壓降更低、噪聲更低、成本也更低的器件。
相輔相成的LDO與電容 LDO需要的外接元件不多，一到兩個(gè)旁路電容即可，相比于DCDC需要外接的電感、二極管、電容這些算得上是非常簡單了。雖然簡單，但是電容卻十分重要，它與LDO相輔相成，合適的電容選擇才能讓LDO穩(wěn)定地正常工作。 電容的制成材料有很多種，每種不同材料的電容在應(yīng)用時(shí)都會有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，通常來說，陶瓷電容都會是不錯(cuò)的選擇，陶瓷電容的變化最小，而且成本也很低。電容值的變化會直接影響LDO控制環(huán)路的穩(wěn)定性，增加電路的不可預(yù)測行為。標(biāo)注的電容值可能和實(shí)際它能提供的電容天差地別，可能是因?yàn)橹绷麟妷浩顚?dǎo)致，可能是溫度導(dǎo)致，因此選擇合適的電容是LDO關(guān)鍵中的關(guān)鍵。 電容器的動態(tài)特性導(dǎo)致其在沒有外加電場的情況下可能會發(fā)生一些自發(fā)極化，這使電容具有初始電容。可以對電容器施加外部直流電壓，產(chǎn)生一個(gè)電場逆轉(zhuǎn)初始極化，直流偏置特性不佳的電介質(zhì)就不適合與LDO一起使用。溫度上按照電容器指定的溫度等級劃分，大部分LDO結(jié)溫在-40℃到125℃，在這個(gè)溫度范圍，X5R或X7R電容是比較合適的。LDO可以與很多這種小型陶瓷電容配合使用，前提這些電容的寄生等效串聯(lián)電阻足夠低。 從LDO的命名（low-dropout regulator）就可以看出，這種器件最典型的特征就是dropout。按最基本的說法，dropout描述了適當(dāng)調(diào)節(jié)所需的VIN和VOUT之間的最小值。Dropout電壓也就是指輸入電壓VIN必須保持在所需輸出電壓VOUT以上的最小電壓差。LDO可以在輸入電壓降低時(shí)持續(xù)保持輸出電壓不變，直到輸入電壓逼近輸出電壓加上這個(gè)壓差。 我們知道DCDC的效率普遍是高于LDO的，其實(shí)如果輸入電壓和輸出電壓很接近，那么LDO穩(wěn)壓器也能達(dá)到很高的效率，也就是壓差足夠小的情況下，LDO效率也不會很低。但如果并不接近，壓差太大，消耗在LDO上的能量會增加不少，既會增加器件功耗又會影響效率。很多因素都會影響這個(gè)壓差，比如負(fù)載電流和結(jié)點(diǎn)溫度，但從根本看，這個(gè)壓差本質(zhì)上是由LDO的體系架構(gòu)決定——PMOS LDO架構(gòu)和NMOS LDO架構(gòu)。 PMOS LDO架構(gòu)在較高的輸出電壓下將具有較低的壓差，NMOS LDO架構(gòu)在低輸出電壓下實(shí)現(xiàn)較低的壓差。二者相較來說PMOS架構(gòu)會更常見一些，因此LDO一般不會走大電流，小電流場景PMOS LDO架構(gòu)更適合，在大電流場景NMOS LDO架構(gòu)更適合。 |
