DC-DC和LDO的区别

DC-DC和LDO的区别

什么是LDO？

低压差线性稳压器即Low Dropout Regulator（简称：LDO），这是相对于传统的线性稳压器来说的。

什么是传统的线性稳压器呢？

传统的线性稳压器，要求输入电压要比输出电压至少高出2V~3V，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，输入与输出之间的压差只有1.7V，显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。

什么是低压差线性稳压器呢？

低压差线性稳压器，顾名思义低压差，也就是输出电压与输入电压之间电压差值比较小，即步进较小。（比如要输出3.3V电压，压差是1.7V的，那么输入电压至少得是5V，如果压差是2V，那么输入电压至少得是5.3V，电压提高了，功耗明显增加了，所以低压差线性稳压器的功耗是比较低的。）线性稳压器，也就是输出电压必须小于输入电压，只能应用在降压的环境中。

LDO的原理

LDO的内部相当于一个滑动变阻器，当芯片输出电压高于设定值时，会增大滑动变阻器的值，当芯片输出电压低于设定值时，会减小滑动变阻器的值，就是我们中学学的串联分压原理：

什么是DC-DC？

DC-DC是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换)，其实只要符合这个定义的器件都可以叫DC-DC转换器，严格来讲LDO也属于DC-DC。但一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DC-DC。这里也主要介绍的DC-DC开关稳压器。

DC-DC的原理

DC-DC开关稳压器简单来看其内部就相当于一个开关，当芯片输出电压高于设定值时，开关闭合的时间就短一点，当芯片输出电压低于设定值时，开关闭合的时间就长一点，所以DC-DC有一个开关频率。

效率计算

DC-DC稳压器里面的电路主要是由开关元件、电感器和电容器等功能部件构成。可通过一定频率的切换开关调节输出电压，在理想状态下可实现无损耗电压转换，此时输入功率和输出功率相等，但实际中DC-DC本身会消耗一部分功率，即便如此，DC-DC稳压器的效率也是高达80%。

LDO稳压器的电路相当于一个电阻，那么输入电流和输出电流是相等的，效率计算公式为：

$$\eta =\frac{P_{out}}{P_{in}}=\frac{V_{out}\times I_{out}}{V_{in}\times I_{in}}$$

输入电流$I_{in}$和输出电流$I_{out}$相等，效率就是输出电压与输入电压之比。比如：输出电压5V，输入电压12V，那么效率只有40%左右；当输出电压为3.3V，输入电压5V时，效率能达到66%，所以LDO一般应用于低压降的电路。

还有一种理解（从带载能力角度）：

同样的是12V转5V：

DC-DC稳压器的效率都很高，一般都大于80%（这是芯片手册给出的）。
比如需要给负载提供5V/2A（10W）的功率，效率按80%计算，那么输入功率至少是10W/80%=12.5W，输入电压是12V，那么输入电流大概只需要12.5W/12V=1A的电流就可以了。换句话说就是需要输入只提供给芯片1A的电流，它就能带动2A的负载。

LDO线性稳压器效率一般比较低，大概只有40%左右（这是芯片手册给出的）。
和DC-DC一样，给负载提供5V/2A（10W）的功率，效率按40%计算，那么输入功率至少是10W/40%=25W，输入电压是12V，那么输入电流就需要提供25W/12V=2A的电流。换一句话说就是需要输入给芯片提供2A的电流，它才能带动2A的负载，对比之下效率是不是就很低！

得出结论

通过以上的对比，得出以下结论：