为什么DCDC的效率一般情况下要比LDO高

为什么DCDC的效率一般情况下要比LDO高？

发布: 2011-1-03 22:00 | 作者: 如歌 | 来源: 德州仪器技术社区（EETOP TI社区）

[i=s] 本帖最后由 如歌 于 2011-1-3 22:18 编辑 

大家好！

向高手求助一个问题（以前我没有研究过电源），为什么一般情况下说，DCDC的效率要比LDO的高？可以从工作原理上帮忙分析一下吗？
希望详细点，小女子非常非常感谢！！！

siazhang (2011-1-09 21:33:17)

ldo的功率管功耗一直存在，特别是在压差较大的时候，效率较低
DC-DC的功率管是处在开关状态，到痛的时候压差也不会很大，所以效率较高

jerryzhao (2011-1-18 17:42:40)

其实说通俗一点：
LDO就像电阻分压，想要降压，就要一直有电流，什么时候都有。所以从输入到输出的那个大器件里面一直有电流，这个连接输入到输出的大器件总是要有电阻的。所以这个连续的电流流过这个电阻，就产生功耗了。所以输入-输出电压差别越大，耗散的功率就越大，IXV大。
而DC-DC用的是电容和电感而且加上开关。相当于用量杯，一点一点的把电流从输入搬到输出。那么电流就不是连续的通过某一个能量传输的大器件（DC-DC一般需要上下两个大的传输能量的器件）。这样在这两个器件通过电流的时候，器件两端就没有那么高的电压差，所以耗散的就少了。电感就相当于那个小量杯。所以DCDC比LDO多了电感。

igooo (2011-2-14 11:54:42)

学习了  呵呵  比喻的很好

tgthtq (2011-2-18 13:55:40)

一个是开关电源，一个是直流压降

muyu0786 (2011-3-01 15:19:23)

3#正解

love_ic (2011-3-07 16:17:03)

[i=s] 本帖最后由 love_ic 于 2011-3-7 16:26 编辑 

3楼的比喻很恰当，从器件的角度简单点说：

LDO是工作在一个线性闭环模式，输出管子的Vgs始终无法到轨的，此时把输出Device看成一个电阻，阻值是很可观的。
而DC-DC在这个环节输出Device只是一个开关，Vgs可以摆到轨的，大家知道Vgs越高，等效的Rds越小，因此DC-DC在大电流的时候，在Rds这一块效率损失很少，效率自然可以很高。

另外就是3楼说的，开关电源只是在ON状态才有电荷由电源消耗，而这部分能量在Rds上消耗的很少，几乎都流到了输出电容和负载上，且有储存势能在电感上。由于电容和电感都是虚功，因此几乎所有的能量都作用在负载上，自然效率就高了。



当然，在负载比较轻的时候，DC-DC的效率未必比LDO高，这个原因留给大家讨论。

cicixu (2011-3-16 21:12:53)

good reference for power design

5945mpj (2011-3-16 21:30:52)

DCDC是开关式的，输入电源不是一直给输出的，而LDO使能后一直输出。

liuxufeishuang (2011-3-25 19:31:03)

说的不错！

xievic (2011-3-29 11:14:43)

对于LDO来说，效率最大值是V0/Vin，而对于电源来说效率最大值1-（芯片内部损耗电流）/总电流；一般来说芯片内部电流都远远小于总的电流。当然这只是理想状态，其他损耗暂不考虑

xy945 (2012-8-25 14:09:44)

学习了~谢谢~

ni2121 (2012-10-20 23:47:12)

学习中

xyxfox (2012-10-21 09:14:53)

LDO就是电阻分压，输入与输出的压差被内阻承担了，因此电流越大，压差越大，效率越低。smps在开关导通或者关断时，电流走过的线路上的阻抗都很小，因此效率能高。

stupidkfw (2012-10-29 21:02:46)

3楼解释得很清楚了

szhang1979 (2012-11-20 15:08:32)

8cuo8cuo

zqliang (2014-3-29 08:28:29)

3楼是对的.

ben5430 (2014-4-03 05:30:28)

交換式DC-DC是功率直接轉換 高電壓-低電流)轉成(低電壓-高電流)：如12v5A轉成5v會變成5v12A(理想值)
LDO是直接幫你耗掉多餘的功率。高電壓轉成低電壓，電流量一樣。：12v5A轉成5v會變成5v5A
功率當然比較好，但是成本高得多了。

xiaoquanic (2014-4-05 21:02:39)

了解了啊，涨知识

jianping532 (2014-4-06 11:48:11)

LDO工作在放大区，而DC-DC工作在开关模式，这样耗电就小

simonjin (2014-4-12 11:21:07)

嗯，大家已经解释的很清楚了。我就没必要细谈LDO和SMPS的区别。
在今年的ISSCC2014上，有一个新的方向就是除了LDO, SMPS之外的Capacitive DC-DC Converter.
或者叫做Capacitive Charge Pump. 这东西效率要比SMPS低一点，但是胜在体积小，没有电感。可以关注一下。