?、?調(diào)整管功耗較大，電源效率低，一般只有45%左右。

　?、?體積大，需要占用較大的板子空間。

　?、?發(fā)熱嚴(yán)重，要求較高的場(chǎng)合需要安裝散熱器。

　　④ 靜態(tài)電流較大，一般在mA級(jí)。

　?、?需要外接容量較大的低頻濾波電容，增大了電源的體積。

　　普通線(xiàn)性穩(wěn)壓器價(jià)格低，靜態(tài)電流大，效率較低，最小輸入/輸出電壓差較大，只能用于降壓且對(duì)電源效率和體積沒(méi)有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，如充電器、實(shí)驗(yàn)儀器等。

　　1.1.2 低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器

　　低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器的工作原理與普通線(xiàn)性穩(wěn)壓器的原理完全一樣，都是通過(guò)控制調(diào)整管上的壓降變化來(lái)穩(wěn)定輸出電壓。二者的差異在于采用的調(diào)整管結(jié)構(gòu)的不同，從而使LDO比普通線(xiàn)性穩(wěn)壓器壓差更小，功耗更低。

　　需要說(shuō)明的是，實(shí)際的線(xiàn)性穩(wěn)壓器還應(yīng)當(dāng)具有許多其他的功能，比如負(fù)載短路保護(hù)、過(guò)壓關(guān)斷、過(guò)熱關(guān)斷、反接保護(hù)等，很多芯片的調(diào)整管采用MOSFET。

　　當(dāng)用在降壓并且輸入/輸出電壓很接近的場(chǎng)合，選用LDO穩(wěn)壓器是一種不錯(cuò)的選擇，根據(jù)上文線(xiàn)性穩(wěn)壓器效率的分析可知，當(dāng)輸入/輸出壓差較小時(shí)，LDO可以達(dá)到較高的效率。因此，在把鋰離子電池電壓轉(zhuǎn)換為3 V輸出電壓的應(yīng)用中大多選用LDO穩(wěn)壓器。雖然電池的能量最后有10%不能使用，LDO穩(wěn)壓器仍然能夠保證電池較長(zhǎng)的工作時(shí)間，同時(shí)噪音較低。

　　此外，LDO具有極高的信噪抑制比，非常適合用做對(duì)噪聲敏感的小信號(hào)處理電路供電。同時(shí)，由于沒(méi)有開(kāi)關(guān)時(shí)大的電流變化所引發(fā)的電磁干擾，所以便于設(shè)計(jì)。很多手機(jī)、便攜式設(shè)備等對(duì)干擾敏感的設(shè)備很多都采用多路輸出的LDO用作系統(tǒng)的電源芯片。

　　1.2開(kāi)關(guān)電源

　　1.2.1電容式開(kāi)關(guān)電源

　　電容式開(kāi)關(guān)電源(即電荷泵)基本工作原理是利用電容的儲(chǔ)能的特性，通過(guò)可控開(kāi)關(guān)(雙極型三極管或者M(jìn)OSFET等)進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，將輸入的電能儲(chǔ)存在電容里，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電能再釋放給負(fù)載，提供能量。其輸出的功率或電壓的能力與占空比(由開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間與整個(gè)開(kāi)關(guān)的周期的比值)有關(guān)。電容式開(kāi)關(guān)電源可以用于升壓和降壓。

　　其內(nèi)部的FET開(kāi)關(guān)陣列以一定方式控制快速電容器的充電和放電，從而使輸入電壓以一定因數(shù)(0?5、2或3)倍增或降低，從而得到所需要的輸出電壓。

　　電荷泵的特點(diǎn)有：

?

　?、?轉(zhuǎn)換效率與輸入電壓密切相關(guān)。電荷泵的近似效率計(jì)算公式：

　　其中：Vout為輸出電壓;Vin為輸入電壓;n為倍率。

　　由式(3)可以看出，當(dāng)輸出電壓和倍率一定時(shí)，輸入越小，電荷泵的效率越高。電荷泵效率一般可以達(dá)到75%以上。

　?、?輸出電壓一般是輸入電壓的倍數(shù)，它能使輸入電壓升高或降低，也可以用于產(chǎn)生負(fù)電壓，常見(jiàn)的有±0.5倍壓、±1倍壓、±1.5倍壓、±2倍壓、±3倍壓。當(dāng)然，一些新型的片子也支持輸出電壓可調(diào)，如MAX1759，輸入電壓范圍是1.6～5.5 V，輸出可固定為3?3 V或在2?5～5?5 V內(nèi)可調(diào)，可提供最大100 mA的輸出電流。

　?、?輸出電流較小，一般在300 mA以下。

　　③ 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷，占用印制板面積小，容易使用。

　?、?低EMI和輸出紋波。

　?、?價(jià)格中等。

　　對(duì)采用電池供電的便攜式電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，采用電荷泵變換器來(lái)獲得負(fù)電源或倍壓電源，不僅僅減少電池的數(shù)量、減少產(chǎn)品的體積、重量，而且在減少能耗延長(zhǎng)電池壽命等方面起到極大的作用。在手機(jī)和其他的一些通信設(shè)備中，常用電荷泵來(lái)驅(qū)動(dòng)白光LED用作LCD背光電源。

　　1.2.2電感式開(kāi)關(guān)電源

　　利用電感的儲(chǔ)能的特性，通過(guò)可控開(kāi)關(guān)進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，將輸入的電能儲(chǔ)存在電感里，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電能再釋放給負(fù)載，提供能量。其輸出的功率或電壓的能力與占空比(由開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間與整個(gè)開(kāi)關(guān)的周期的比值)有關(guān)。

　　電感式DC-DC的特點(diǎn)有：

　?、?功耗小，效率高。它通過(guò)使用低電阻開(kāi)關(guān)和磁存儲(chǔ)元件，極大地降低了轉(zhuǎn)換過(guò)程中的功率損失，其效率可高達(dá)到96%。

　　② 穩(wěn)壓范圍寬。從開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的輸出電壓是由激勵(lì)信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)的，輸入信號(hào)電壓的變化可以通過(guò)調(diào)頻或調(diào)寬來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，這樣，在工頻電網(wǎng)電壓變化較大時(shí)，它仍能夠保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。所以開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)壓范圍很寬，穩(wěn)壓效果很好。

　?、?濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。

　　④ 電路形式靈活多樣。有自激式和他激式，有調(diào)寬型(PWM)和調(diào)頻型(PFM)，有單端式和雙端式等，設(shè)計(jì)者可以發(fā)揮各種類(lèi)型電路的特長(zhǎng)，設(shè)計(jì)出能滿(mǎn)足不同應(yīng)用場(chǎng)合的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。

　?、?可以輸出大電流，靜態(tài)電流小。如Linear Technology的LTC3417，其中的一路可以輸出最大1?4 A的電流，停機(jī)電流小于1 μA。

　　⑥ 電感式開(kāi)關(guān)電源存在較大的輸出紋波和開(kāi)關(guān)噪音。

　　⑦ 需要的外圍元件多，電路設(shè)計(jì)比較繁瑣，特別是輸出可調(diào)的開(kāi)關(guān)電源，需要計(jì)算分壓電阻、電感、濾波電容的取值。當(dāng)然也有一些公司的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓芯片外圍電路非常簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)電感器、一個(gè)輸入濾波電容、一個(gè)輸出濾波電容即可，如TI的芯片。

　　⑧ 成本相對(duì)較高。國(guó)外一些廠(chǎng)商的高效率DC-DC批量的價(jià)格在2美元以上，零售價(jià)一般在20元左右。

　　電感式DC-DC適用于輸出電流較大、要求較高效率的電池供電場(chǎng)合。

　　2 各類(lèi)芯片的優(yōu)缺點(diǎn)比較

　　表1是以上所述的4種電源芯片的比較。

　　表14種電源芯片的比較

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