0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

开关电源效率高,LDO响应快,到底该咋理解?

jf_EPM6D1nS 来源:衡丽 2023-08-01 18:02 次阅读

电源是整个电路板中最重要的一块了,电源不稳定,其他啥都别谈。

在电源设计上我们用得最多的场合是,从一个稳定的“高”电压得到一个稳定的“低”电压。这也就是经常说的DC/DC,其中用得最多的电源稳压芯片有两种,一种叫LDO(低压差线性稳压器,我们后面说的线性稳压电源,也是指它),另一种叫PWM(脉宽调制开关电源,我们在本文也称它开关电源)。我们常常听到PWM的效率高,但是LDO的响应快,这是为什么呢?别着急,先让我们看看它们的原理。


下面会涉及一些理论知识,但是依然非常浅显易懂,如果你不懂,嘿嘿,得检查一下自己的基础了。

1、线性稳压电源的工作原理

2593dcea-3050-11ee-9e74-dac502259ad0.jpg

2、开关电源的工作原理

25c65f44-3050-11ee-9e74-dac502259ad0.jpg

如上图,为了从高电压Vs得到Vo,开关电源采用了用一定占空比的方波Vg1,Vg2推动上下MOS管,Vg1和Vg2是反相的,Vg1为高,Vg2为低;上MOS管打开时,下MOS管关闭;下MOS管打开时,上MOS管关闭。由此在L左端形成了一定占空比的方波电压,电感L和电容C我们可以看作是低通滤波器,因此方波电压经过滤波后就得到了滤波后的稳定电压Vo。Vo经过R1、R2分压后送入第一个放大器(误差放大器)的负端V+,误差放大器的输出Va做为第二个放大器(PWM放大器)的正端,PWM放大器的输出Vpwm是一个有一定占空比的方波,经过门逻辑电路处理得到两个反相的方波Vg1、Vg2来控制MOSFET的开关。

误差放大器的正端Vref是一恒定的电压,而PWM放大器的负端Vt是一个三角波信号,一旦Va比三角波大时,Vpwm为高;Va比三角波小时,Vpwm为低,因此Va与三角波的关系,决定了方波信号Vpwm的占空比;Va高,占空比就低,Va低,占空比就高。经过处理,Vg1与Vpwm同相,Vg2与Vpwm反相;最终L左端的方波电压Vp与Vg1相同。如下图

25ebd5da-3050-11ee-9e74-dac502259ad0.jpg

当Vo上升时,V+将上升,Va下降,Vpwm占空比下降,经过们逻辑之后,Vg1的占空比下降,Vg2的占空比上升,Vp占空比下降,这又导致Vo降低,于是Vo的上升将被抑制。反之亦然。

3、对比线性稳压电源和开关电源

懂得了线性稳压电源和开关电源的工作原理之后,我们就可以明白为什么线性稳压电源有较小的噪声,较快的瞬态响应,但是效率差;而开关电源噪声较大,瞬态响应较慢,但效率高了。

线性稳压电源内部结构简单,反馈环路短,因此噪声小,而且瞬态响应快(当输出电压变化时,补偿快)。但是因为输入和输出的压差全部落在了MOSFET上,所以它的效率低。因此,线性稳压一般用在小电流,对电压精度要求高的应用上。

而开关电源,内部结构复杂,影响输出电压噪声性能的因数很多,且其反馈环路长,因此其噪声性能低于线性稳压电源,且瞬态响应慢。但是根据开关电源的结构,MOSFET处于完全开和完全关两种状态,除了驱动MOSFET,和MOSFET自己内阻消耗的能量之外,其他能量被全部用在了输出(理论上L、C是不耗能量的,尽管实际并非如此,但这些消耗的能量很小)。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 开关电源
    +关注

    关注

    6448

    文章

    8287

    浏览量

    480521
  • 稳压电源
    +关注

    关注

    61

    文章

    1360

    浏览量

    99902
  • ldo
    ldo
    +关注

    关注

    35

    文章

    1912

    浏览量

    153148

原文标题:开关电源效率高,LDO响应快,到底该咋理解?

文章出处:【微信号:衡丽,微信公众号:衡丽】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    开关电源效率高LDO响应,应该怎样理解

    电源是整个电路板中最重要的一块了,电源不稳定,其他啥都别谈。
    发表于 12-29 09:06 489次阅读

    开关电源效率高LDO响应,应该怎样理解

    电源是整个电路板中最重要的一块了,电源不稳定,其他啥都别谈。
    发表于 03-07 09:10 1548次阅读

    DC-DC和LDO有什么不同

    。。优点:效率高,输入电压范围较宽。缺点:负载响应LDO差,输出纹波比LDO大。  LDO :LOW DROPOUT VOLTA
    发表于 11-14 09:34

    开关电源效率计算??

    本帖最后由 gk320830 于 2015-3-9 13:21 编辑 设计了一个开关电源,请问它的效率怎么计算?不可能简单地(输出/输入)*100%吧??另外输出电流精度如何量度??跟纹波电流
    发表于 03-27 07:53

    开关电源测试系统价格优惠,测试速度效率高

    创锐TopFer开关电源测试系统价格优惠,测试速度效率高!一、Topfer 6700N创锐开关电源测试系统采用最新ATE系统软件体1.符合能源之星(ENERGY STAR)及IEC
    发表于 09-18 10:11

    开关电源LDO设计

    本人菜鸟一只,想用芯片实现低噪声电源,需要1A左右驱动能力的电源,目前打算用开关电源后接LDO设计。总电源输入是24V
    发表于 04-22 22:30

    如何抑制开关电源的噪音?

    `随着我国电子工业的不断发展,开关电源市场需求量越来越大。开关电源相对于LDO,有效率高、功率密度高等优势。测试开关电源的输出噪声偏大,应该
    发表于 07-04 09:59

    开关电源与线性稳压电源(LDO)对比

    的散热面积,这样体积就上来了。适用于低压差转换和一些要求电源电压稳定的场合,诸如供给单片机等器件作为电源开关电源与线性电源刚好相反,效率高
    发表于 10-28 06:57

    开关电源LDO电源纹波的情况

    上期文章讲完了开关电源LDO电源效率的比较,显然是开关电源占了上风,它普遍维持在85%以上的效率
    发表于 10-29 06:02

    Buck-Boost线性电源开关电源哪个更好

    输出,效率低,功耗大开关电源:优点:可升压、降压,效率高;缺点:电路设计复杂,外围器件多,输出纹波大,费用2. LDO概述
    发表于 11-17 07:02

    开关电源、电荷泵、LDO

    开关电源、电荷泵、LDODC-DC或者电荷泵电路效率要高于LDO或者其他线性的降压电路,有哪个了解比较深入,分析下效率高LDO的原因
    发表于 10-19 19:12

    利用示波器进行开关电源控制环路响应测试

    开关电源一直以来都是电子测试测量中非常重要的设备,由于开关电源具备转换效率高,体积小等优点,在市场中也越来越占据主导位置。
    发表于 07-06 10:57 2508次阅读
    利用示波器进行<b class='flag-5'>开关电源</b>控制环路<b class='flag-5'>响应</b>测试

    开关电源理解

    开关电源理解(电源技术和电源学报是一家)-介绍了开关电源的一些知识,有实物图,有电路图。
    发表于 09-30 10:13 39次下载
    <b class='flag-5'>开关电源</b>的<b class='flag-5'>理解</b>

    开关电源与线性稳压电源(LDO)的理解和区别

    的散热面积,这样体积就上来了。适用于低压差转换和一些要求电源电压稳定的场合,诸如供给单片机等器件作为电源开关电源与线性电源刚好相反,效率高
    发表于 10-21 17:21 13次下载
    <b class='flag-5'>开关电源</b>与线性稳压<b class='flag-5'>电源</b>(<b class='flag-5'>LDO</b>)的<b class='flag-5'>理解</b>和区别

    开关电源效率高LDO响应,应该怎样理解

    开关电源效率高LDO响应,应该怎样理解开关电源
    的头像 发表于 10-30 09:46 1376次阅读