LDO与DC-DC的电源设计分析 在板级设计过程中，首先一步必须按照各个芯片的要求设计出电源类型，电源大小，这就是一个电源分配的“架构”。现阶段主要使用的是LDO和DC-DC两种方法。 LDO（low dropout regulator），是一种低压差线性稳压器。最核心的不见是一个工作在线性区的晶体管或MOSFET，如图1-1给出结构框图
图1-1LDO结构框图 如图，由两个电阻构成的分压，经过放大器放大后，与VREF进行对比，实现对VOUT的调整，利用一个反馈的方法，当输出变小，则VT串联调整管压降减小，从而使输出电压升高。所以LDO的参数需要注意的是：输入电压，输出电压，最大输出电流，输入/输出电压差、功率、线性调整率、负载调整率、接地电流、温度。尤其是电压差Dropout是LDO选型的非常重要的参数，和功率相关，由于功率的计算为 P=(VIN-VOUT)*I、 因此，对于压差较大的时候，不适合用LDO，因为压降都耗费在了VT管的压降下，尤其在PCB设计的时候，一些LDO芯片背面有较大的接地焊盘，设计的时候手册会给出需要接地焊盘，增加散热（虽然有些LDO的电流很小，但是还是需要考虑散热）。线性调整率和负载调整率主要针对输入变化和输出变化对LDO的影响，线性调整率决定输入电压变化，输出电压的影响，负载调整率决定了负载变化时，LDO的抗干扰性。 LDO选择电压输出，规格书会给出一些参考的分压电阻，而且有时候给出的电阻值大小比较不常用，所以会选择一些比例不变的电阻值进行替换，但是需要注意的是：分压电阻阻值越小，电阻的功耗就会大，分压电阻过大的话，LDO的偏置电流由满足不了要求。 LDO由于没有涉及到像DC-DC开关，所以时一种平缓的压降方法，所以纹波洗漱比较好， LDO对上电顺序不可控，完全可能输出电压先于输入电压建立，而DC-DC芯片则启动需要一定的延时，所以都是输出电压在输入电压之后建立。 DC-DC分为BUCK（降压）和BOOST（升压）电路。DC-DC有PWM方式调制，PFM方式调制（主要做相位的变化）。 无论升压电路还是降压电路，都有一个开关管Q，续流二极管D，以及LC组成，只是利用的拓扑不同。原理在电力电子相关的书籍都很多，以我个人的理解： 降压电路的工作原理，是利用续流二极管和电感的作用，利用Q的开关来在时间上进行分割，从而把电压大小分割。 而升压电路的原理是利用电感L在Q导通时能量的叠加。也就是说不管在Q导通或者关闭，L都在回路中，相当于把电压值存起来，一次性释放，这个和大坝的蓄水很像。 DC-DC与LDO相比可以实现宽电压的输入，并且功耗低，效率高，但是缺点就是纹波，这也是避免不了的，因为DC-DC的本质就是开关。 DC-DC的设计主要是电感值得选型，电感值影响开关的频率，理论上，外部电感值越大，纹波的衰减效果越强，缺点就是不能敏感地反馈输出电压的变化，动态效果会变差。DC-DC在调试过程中需要注意纹波的大小，LC越小，开关频率越大，损耗也就越大，而且不利于EMI的抑制。 以我设计过的一个东西为例子为例子，根据POWER-Tree的电源分配，在12V转各个电压范围内，都使用了DC-DC，只有在3.3V转2.5V，使用了TLV70025DDCR这块LDO，因为输入输出压差不是很大，在一些电源要求纹波较低的情况下，优先选择LDO。