LDO和DC-DC看这篇就懂了!

何为 DC/DC转换器

IC等电子元件各自的工作电压范围不同，因此需要转换为相应的电压。

DC/DC转换器是指将直流转换为直流的 装置的名称 。它常被称为线性稳压器或开关稳压器等，以转换 方式的名称 命名。

为何需要DC/DC转换器？

插入插座进行工作的电气产品需要使用将AC（交流）100V转换为DC（直流）的"AC/DC转换器"。

这是因为大部分半导体部件只能在DC下工作。

整机电路板上搭载的IC等具有各自固有的工作电压范围，电压精度要求也不同。

通过电压不稳的电源等供电会导致误动作或特性劣化等异常。

因此，需使用"DC/DC转换器"转换为所需的电压并 实现稳定化: 动画讲解DC-DC工作原理 。

通过DC/DC转换器实现电压稳定的装置被称为电压稳压器。

电源IC种类

电源IC大致分为线性稳压器和开关稳压器两种。
作为其各自的输出形式，线性稳压器仅可降压输出比输入电压低的电压。
开关稳压器则具有自由度，输出形式包括以下4种：

• 降压输出比输入电压低的电压
  

• 升压输出比输入电压高的电压
  

• 升降压输出恒定电压，与输入电压的高低无关
  

• 从正电压反转输出负电压

而且，开关稳压器的整流方式有同步整流和非同步整流（二极管整流）。

电源IC种类，如下图。

线性稳压器和开关稳压器

通过DC/DC转换器实现电压稳定的装置被称为电压稳压器。

按转换方式，电压稳压器分为线性稳压器和开关稳压器2种类型。

线性稳压器

因工作时输入与输出的关系呈线型，故被称为"线性稳压器"。
因输入与输出间串联有控制元件，有时也被称为"串联稳压器"。

通过控制元件降压，因此输入与输出的电压差（降压程度）越大损耗就越大，效率也越低。

因此适用于小功率的电源。

如下是 线性稳压器的 优缺点。

开关稳压器

接通开关元件（MOSFET），从输入端向输出端供电，直至输出电压达到所需电压。

输出电压达到规定值后，开关元件即关闭，不再消耗输入功率。

通过高速重复这一动作，将输出电压调节到规定值。

如下是开关稳压器优缺点。

线性稳压器的工作原理

一般的引脚构成

线性稳压器基本上由VIN （输入）、VO （输出）、GND （接地）三个引脚构成。

在输出可变的线性稳压器上添加了用于反馈输出电压的FB（反馈引脚）。

简单来说，电压固定型是内置了电压可变型的外接电阻的稳压器。

内部电路

线性稳压器的内部电路概要如下图所示。

其工作原理与反相放大电路相同，误差放大器的非反相引脚（FB）电压与基准电压 (VREF) 相同，因此输出电压值（VO）由两个电阻（R1和R2）的阻值比决定。

Vo=[ (R1+R2) / R2 ] x VREF

下图的输出晶体管为MOSFET，不过也有使用双极晶体管的产品。

线性稳压器的分类

按功能分类

线性稳压器按功能进行分类时，首先可分为正电压用和负电压用两种，如下图。

根据使用电路不同，也有不需要正电源，而需要负电源的产品。

若只有正侧电源，则不能处理接地电位以下的电压，不能将晶体管的输出引脚的电压分配至负电平。将控制晶体管装入负输出线，从而产生负电压。

其次，还可分为电压固定型和电压可变型两种。固定型由输入、输出、GND三个引脚构成，内置有输出电压设定用电阻。

可变型为GND基准型时，添加反馈引脚变成四个引脚。可变型中也有无GND引脚的浮动工作型，这种情况为三个引脚。

电压固定型和电压可变型之后还可分为标准型和LDO两种。

LDO是Low Dropout的缩写，是降低了输入输出间电位差的线性稳压器。标准型的输入输出间电位差最低也有约2V，而LDO可控制在1V以下。