LDO与DC-DC电源模块解析：成本、效率和性能优劣辨别分析

电源模块在生活中应用在很多场景上面，例如在通讯方面、工业自动化、电力控制、铁路、矿业、军工等领域。直流电源转换模块分为两种：低压差线性电源（LDO）和开关电源（DC-DC）。

1、LDO

传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，例如5V转3.3V，输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。

线性电源主要使用LDO（low dropout regulator），即低压差线性直流稳压电源模模块。

LDO通过调整电路管的阻抗变化使输出电压保持稳定，当输出电压由输入电压升高或负载电流减小，出现输出电压偏离设定值而升高的趋势时，通过负反馈使调整管的阻抗增大，降低输出电压使之恢复设定值而保持稳定。当输入电压降低或负载电流增大，出现输出电压偏离设定值而降低的趋势时，通过负反馈使调整管的阻抗减小，提高输出电压使之恢复设定值而保持稳定。

现在的LDO集成度高，一般只需要2个电容（一般是2个1uF）和一个LDO芯片即可，电路简单，如下所示:

2、DC-DC

开关电源DC-DC（Directcurrent-Directcurrent）转换器是由调节芯片、电杆电磁线圈、二极管、三极管和电容器组合而成，开关电源DC-DC为转换成输入工作电压后有效输出稳定工作电压的电压转换器。开关稳压电源（DC-DC）是利用开关电源电路输出占空比或工作频率可调式的脉冲发生器，利用高频率稳压管、电感器、电容器形成直流电输出电压，利用更改占空比或工作频率而调节输出电压。

开关电源DC-DC包括三种类型：BUCK（降压）、BOOST（升压）、BUCK/BOOST（升降压）。按照市场需求可选用三种调节，PWM调节型工作效率高并具备良好的输出电压纹波和噪声，PFM调节型即便长时间应用，特别是在小负载时具备耗电量小的特点。PWM/PFM转换成型小负载时推行PFM调节，且在重负载时系统自动转换成到PWM调节。

一个典型的DC-DC BUCK电路，包括输入输出电容，FREQ频率设置，EN使能管脚，FB反馈电阻，SW上加续流二极管和电感，BST电容，COMP频率补偿等，如下图所示:

3、选型标准

LDO和DC-DC俩者性能指标差异主要是：线性稳压电源（LDO）的输出电压纹波小，然而在输入工作电压和输出电压相距比较大时转换成工作效率较低，只有降压不可以升压。开关稳压电源（DC-DC）的纹波大，然而在输入工作电压和输出电压相距比较大时转换成工作效率较高，并能完成升、降压输出。具体细节区别如下所示:

• LDO外围器件少，电路简单，成本低；DC-DC外围器件多，电路复杂，成本高；
• LDO负载响应快，输出纹波小；DC-DC负载响应比LDO慢，输出纹波大；
• LDO效率低，输入输出压差不能太大；DC-DC效率高，输入电压范围宽泛；
• LDO只能降压；DC-DC支持降压和升压；
• LDO和DC-DC的静态电流都小，根据具体的芯片来看；
• LDO输出电流有限，最高可能就几A，且达到最高输出和输入输出电压都有关系；DC-DC输出电流高，功率大；
• LDO噪声小；DC-DC开关噪声大，为了提高开关DC-DC的精度，很多应用会在DC-DC后端接LDO；
• LDO分为可调和固定型；DC-DC一般都是可调型，通过FB反馈电阻调节。

升压是一定要选DC-DC的，降压，是选择DC-DC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上比较。