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关于我们
赫尔微(深圳)半导体有限公司是一家专门从事高性能模拟及数模混合集成电路设计的高科技技术企业。
公司专注于设计、开发、测试和销售基于先进的亚微米CMOS、BIPOLAR、BICMOS、BCD 等工艺技术的模拟及数字模拟混合集成电路产品、消费类电子、计算机及计算机接口设备为市场目标, 致力成为国内一流的模拟及数模混合集成电路设计公司。
公司拥有一支由多位国内外著名院校毕业的博士及具有多年集成电路与系统设计经验的高素质工程师组成的设计团队,凭借著多年的设计经验,通过创新的思维,开发了一系列的低功耗,高耐压的电源 IC、高精度的ADC/DAC、 白光驱动 IC、升降压 DC/DC 以及定制的三相可控硅移相触发电路等产品。

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这个取决于你的应用场合。比如用在升压场合,当然只能用DC/DC,因为LDO是压降型,不能升压。另外看下各自的主要特点:
DC/DC:效率高,噪声大;
LDO:噪声低,静态电流小;
所以如果是用在压降比较大的情况下,选择DC/DC,因为其效率高,而LDO会因为压降大而自身损耗很大部分效率;
如果压降比较小,选择LDO,因为其噪声低,电源干净,而且外围电路简单,成本低。
LDO是low dropout regulator,意为低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。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,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。
LDO线性降压芯片:原理相当于一个电阻分压来实现降压,能量损耗大,降下的电压转化成了热量,降压的压差和负载电流越大,芯片发热越明显。这类芯片的封装比较大,便于散热。
LDO线性降压芯片如:HE63XX,HE62XX,LM2596,L78系列等。
DC/DC降压芯片:在降压过程中能量损耗比较小,芯片发热不明显。芯片封装比较小,能实现PWM数字控制。
DC/DC降压芯片如:HE9416,HE9406,
关于LDO电源
什么是 LDO(低压降)稳压器?
LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的
LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为 200mV 左右;与之相比,使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。
更新的发展使用 CMOS 功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。使用 CMOS,通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。如果负载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。
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LDO VS DCDC
DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,
包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
LDO是低压降的意思,这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,
这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压
器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA,电压降只有100mV。LDO线性稳
压器的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET,而普通的线
性稳压器是使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消
耗的电流;另一方面,采用PNP晶体管的电路中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力
, 输入和输出之间的电压降不可以太低;而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻
的乘积。由於MOSFET的导通电阻很小,因而它上面的电压降非常低。
如果输入电压和输出电压很接近,最好是选用LDO稳压器,可达到很高的效率。所以,在把锂离子电
池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LDO稳压器。虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用
,LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长,同时噪音较低。
如果输入电压和输出电压不是很接近,就要考虑用开关型的DCDC了,应为从上面的原理可以知道,
LDO的输入电流基本上是等于输出电流的,如果压降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。
DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大
电流、静态电流小。随著集成度的提高,许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容
器。但是,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。
近几年来,随著半导体技术的发展,表面贴装的电感器、电容器、以及高集成度的电源控制芯片的
成本不断降低,体积越来越小。由於出现了导通电阻很小的MOSFET可以输出很大功率,因而不需要
外部的大功率FET。例如对于3V的输入电压,利用芯片上的NFET可以得到5V/2A的输出。其次,对于
中小功率的应用,可以使用成本低小型封装。另外,如果开关频率提高到1MHz,还能够降低成本、
可以使用尺寸较小的电感器和电容器。有些新器件还增加许多新功能,如软启动、限流、PFM或者
PWM方式选择等。
总的来说,升压是一定要选DCDC的,降压,是选择DCDC还是LDO,要在成本,效率,噪声和性能上
比较。
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LDO体积小,干扰较小,当输入与输出电压差较大的化,转换效率低。
DC-DC好处就是转换效率高,可以大电流,但输出干扰较大,体积也相对较大。
LDO一般是指线性的稳压器--Low Drop Out, 而DC/DC则是线性式和开关式稳压器的总称.
如果你的输出电流不是很大(如3A以内), 而且输入输出压差也不大(如3.3V转2.5V等)就可以使用LDO的稳压器(优点是输出电压的ripple很小). 否则最好用开关式的稳压器, 如果是升压, 也只能用开关式稳压器(如果ripple控制不好,容易影响系统工作).
LDO的选择
当所设计的电路对分路电源有以下要求:
1. 高的噪音和纹波抑制;
2. 占用PCB板面积小,如手机等手持电子产品;
3. 电路电源不允许使用电感器,如手机;
4. 电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能;
5. 要求稳压器低压降,自身功耗低;
6. 要求线路成本低和方案简单;
此时,选用LDO是最恰当的选择,同时满足产品设计的各种要求
1: R1为功耗分摊电阻,有此电阻可以减少芯片发热,5V输入可以使用0.25欧,亦可不加。
2 : R2电阻采用0402或者0603等廉价电阻即可,阻值1.5欧左右都可。
3 :如果难采用以上第二种方式,可直接省掉C1电容,即R2,C1都去掉。
注:只有充分理解电感在DC-DC电路中发挥的作用,才能更优的设计DC-DC电路。本文还包括对同步DC-DC及异步DC-DC概念的解释。DC-DC电路电感参数选择详解
DC-DC电路电感的选择简介
在开关电源的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。工程师不仅要选择电感值,还要考虑电感可承受的电流,绕线电阻,机械尺寸等等。本文专注于解释:电感上的DC电流效应。这也会为选择合适的电感提供必要的信息。
理解电感的功能
电感常常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L(C是其中的输出电容)。虽然这样理解是正确的,但是为了理解电感的设计就必须更深入的了解电感的行为。
在降压转换中(Fairchild典型的开关控制器),电感的一端是连接到DC输出电压。另一端通过开关频率切换连接到输入电压或GND。
在状态1过程中,电感会通过(高边“high-side”)MOSFET连接到输入电压。在状态2过程中,电感连接到GND。由于使用了这类的控制器,可以采用两种方式实现电感接地:通过二极管接地或通过(低边“low-side”)MOSFET接地。如果是后一种方式,转换器就称为“同步(synchronus)”方式。DC-DC电路电感参数选择详解
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是如果变化的。在状态1过程中,电感的一端连接到输入电压,另一端连接到输出电压。对于一个降压转换器,输入电压必须比输出电压高,因此会在电感上形成正向压降。相反,在状态2过程中,原来连接到输入电压的电感一端被连接到地。对于一个降压转换器,输出电压必然为正端,因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式:DC-DC电路电感参数选择详解
V=L(dI/dt)
因此,当电感上的电压为正时(状态1),电感上的电流就会增加;当电感上的电压为负时(状态2),电感上的电流就会减小。通过电感的电流如图2所示:
通过上图我们可以看到,流过电感的最大电流为DC电流加开关峰峰电流的一半。上图也称为纹波电流。根据上述的公式,我们可以计算出峰值电流:
其中,ton是状态1的时间,T是开关周期(开关频率的倒数),DC为状态1的占空比。
警告:上面的计算是假设各元器件(MOSFET上的导通压降,电感的导通压降或异步电路中肖特基二极管的正向压降)上的压降对比输入和输出电压是可以忽略的。
如果,器件的下降不可忽略,就要用下列公式作精确计算:
同步转换电路:
异步转换电路:
其中,Rs为感应电阻阻抗加电感绕线电阻的阻。Vf是肖特基二极管的正向压降。R是Rs加MOSFET导通电阻,R=Rs+Rm。
电感磁芯的饱和度
通过已经计算的电感峰值电流,我们可以发现电感上产生了什么。很容易会知道,随着通过电感的电流增加,它的电感量会减小。这是由于磁芯材料的物理特性决定的。电感量会减少多少就很重要了:如果电感量减小很多,转换器就不会正常工作了。当通过电感的电流大到电感实效的程度,此时的电流称为“饱和电流”。这也是电感的基本参数。
实际上,转换电路中的开关功率电感总会有一个“软”饱和度。要了解这个概念可以观察实际测量的电感VsDC电流的曲线:
当电流增加到一定程度后,电感量就不会急剧下降了,这就称为“软”饱和特性。如果电流再增加,电感就会损坏了。
注意:电感量下降在很多类的电感中都会存在。例如:toroids,gappedE-cores等。但是,rodcore电感就不会有这种变化。
有了这个软饱和的特性,我们就可以知道在所有的转换器中为什么都会规定在DC输出电流下的最小电感量;而且由于纹波电流的变化也不会严重影响电感量。在所有的应用中都希望纹波电流尽量的小,因为它会影响输出电压的纹波。这也就是为什么大家总是很关心DC输出电流下的电感量,而会在Spec中忽略纹波电流下的电感量。
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