前言：講解說(shuō)明，因?yàn)楸救斯緦?duì)24V降壓5V有兩個(gè)方案，其主要原因降成本需求

先看設(shè)計(jì)的原理圖

LDO降壓

dc/dc降壓

首先對(duì)于兩者電壓的輸入端和輸出端測(cè)量電壓是否平穩(wěn)，如果波動(dòng)那就沒(méi)什么意義了。如下圖示波器測(cè)量所得：

空載下dc/dc

空載下LDO

負(fù)載下dc/dc

負(fù)載下LDO

可見(jiàn)輸入輸出都很穩(wěn)定，且空載和負(fù)載條件下也很平穩(wěn)。

LDO的降壓原理

內(nèi)部邏輯圖

LDO內(nèi)部主要是基準(zhǔn)參考電壓、誤差放大器、分壓取樣電路和MOS管調(diào)整電路。

首先分壓取樣電路三個(gè)電阻分壓對(duì)輸出電壓進(jìn)行采集，誤差放大電路將采集的電壓輸入到誤差放大器的反向輸入端，與正向輸入端的基準(zhǔn)電壓（也就是期望輸出的電壓）進(jìn)行比較，再將比較結(jié)果進(jìn)行放大。MOS管調(diào)整電路把這個(gè)放大后的信號(hào)輸出到MOS管的柵極，從而這個(gè)放大后的信號(hào)（電流）就可以控制MOS管的導(dǎo)通電壓了，這就是一個(gè)負(fù)反饋調(diào)節(jié)回路。 MOS管輸出電壓就是輸入電壓減去導(dǎo)通電壓，因此控制了導(dǎo)通電壓就相當(dāng)于控制了LDO的輸出電壓了。當(dāng)輸出電壓與基準(zhǔn)電壓相差較大的時(shí)候，比較器輸出信號(hào)變強(qiáng)，從而MOS管壓降變小，輸出電壓變小，從而基準(zhǔn)電壓與輸出電壓變得更加接近。從LDO工作原理我們可以得知，LDO只能降壓。

LDO的特點(diǎn)

1.LDO在使用的時(shí)候，非常方便，除了輸入、輸出端加上濾波電容，不需要其他外圍器件，而一般的DCDC模塊在使用時(shí)要電感、電容、二極管等外圍器件組合，且布局也需要特別講究，否則使用效果不盡人意。LDO芯片一般都比較便宜，且不需要很多外圍器件，非常適合低成本方案。

2.使用LDO時(shí)，需注意輸入電壓與輸出電壓差不能太大，否則效率會(huì)非常低。LDO效率η=（Vin-Vout）/Vin，比如輸入電壓Vin為24V，輸出電壓Vout3.3V，計(jì)算得出效率η=13.75%，效率很低。所以使用LDO時(shí)，盡量控制輸入輸出電壓差。

插入：

LDO輸出端電流

LDO效率η=Vout/Vin，輸入電壓Vin為24V，輸出電壓Vout為5V，計(jì)算得 出效率η=20.83%

3.因?yàn)槠湓頌榫€性調(diào)節(jié)方式，所以不會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)噪聲，同時(shí)電路紋波也很小，LDO重要參數(shù)之一也是巨大優(yōu)點(diǎn)之一便是紋波小，即PSRR好，PSRR是電源抑制比，是LDO對(duì)輸入電源紋波的抑制程度，PSRR的絕對(duì)值絕越大越好?？碢SRR曲線有個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，左邊為L(zhǎng)DO自身起主導(dǎo)作用，右邊為輸出電容起主導(dǎo)作用自，PSRR性能好的LDO左邊的曲線會(huì)更高，加大輸出電容，右邊的曲線會(huì)升高。。

LDO選型需考慮的重要參數(shù)

1.壓降Dropout Voltage

我們?cè)谶x型LDO時(shí)，除了考慮輸入輸出電壓的范圍，還要考慮LDO本身存在壓降，這個(gè)是由LDO本身結(jié)構(gòu)（MOS管存在導(dǎo)通電阻）導(dǎo)致，這個(gè)參數(shù)我們很多設(shè)計(jì)人員都會(huì)忽略，最后就會(huì)導(dǎo)致電路工作不正常。比如我們常用的AMS1117-3.3，這個(gè)LDO最高可以輸入15V，輸出3.3V，假設(shè)我們的輸入電壓為4.2V，乍一看輸入電壓在手冊(cè)規(guī)定范圍內(nèi)，同時(shí)也高于輸出，應(yīng)該是可以使用的。但是實(shí)際使用時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)輸出電壓沒(méi)有3.3V，大概在2.7V-2.9V左右，這就是設(shè)計(jì)時(shí)忽略的LDO本身存在的壓降。

AMS1117的壓降一般1.1V，最大1.3V，因?yàn)閴航颠€和電流、溫度有關(guān)系，所以推薦輸入電壓-輸出電壓≥1.5V，才可以保證電路穩(wěn)定。

2.最大耗散功率Power Dissipation

LDO的耗散功率P=（Vin-Vout）*Iout，假設(shè)輸入電壓Vin24V，輸出電壓Vout3.3V，輸出電流Iout30mA，那LDO的耗散功率P=0.651W，這個(gè)功耗全部是通過(guò)熱量損耗了，所以不推薦LDO用于輸入輸出壓差過(guò)大，大輸出電流的場(chǎng)景。

如果實(shí)在需要使用的話，我們就要考慮LDO芯片能承受多大的功耗了，我們以78M05為例，下圖為其不同封裝的最大耗散功率，這個(gè)最大耗散功率就是這個(gè)芯片能承受最大的熱功耗，超過(guò)就會(huì)燒壞。

根據(jù)計(jì)算我產(chǎn)品上LDO的最大耗散功率0.72W,在規(guī)格書(shū)內(nèi)，可以采用。

插入：LDO的耗散功率P=（Vin-Vout）*Iout，假設(shè)輸入電壓Vin24V，輸出電壓Vout5V，輸出電流Iout為38.16mA，那LDO的耗散功率P=0.72W

總結(jié)，對(duì)于我產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，主要為了降成本，LDO符合采用標(biāo)準(zhǔn)。另一方面。輸入和輸出差值太大，從功耗和效率上來(lái)講不易采納；差值也不能太小，也要考慮到壓降，這樣可以更好地利用LDO。DCDC的降壓大家應(yīng)該都很好理解，主要是利用斬波，不多介紹。

Thanks！

審核編輯黃宇