在電源設(shè)計(jì)里，線性穩(wěn)壓器（LDO）和開(kāi)關(guān)電源（SMPS）是最常用的兩種方案。但到底該用哪個(gè)？它們有什么區(qū)別？今天就用最直白的大白話給你講清楚！
01| 線性穩(wěn)壓器（LDO）：簡(jiǎn)單但低效
工作原理
LDO 的核心思想就是“犧牲電壓換穩(wěn)定”。比如你有一個(gè)12V輸入，想要3.3V輸出，LDO 會(huì)通過(guò)內(nèi)部的晶體管（相當(dāng)于可變電阻）把多余的8.7V“吃掉”，變成熱量散發(fā)掉。
優(yōu)點(diǎn)：
1、超簡(jiǎn)單：通常只需要輸入、輸出電容和反饋電阻就能工作。
2、超低噪聲：沒(méi)有開(kāi)關(guān)動(dòng)作，輸出幾乎沒(méi)紋波，適合音頻、射頻等敏感電路。
3、瞬態(tài)響應(yīng)快：內(nèi)部反饋環(huán)路快，負(fù)載突變時(shí)電壓恢復(fù)迅速。
4、低壓差：有些LDO的輸入輸出壓差可以低至20mV，適合電池供電設(shè)備。
缺點(diǎn)：
? 效率低：比如12V轉(zhuǎn)3.3V，效率只有 27.5%，剩下72.5%全變熱量！
? 發(fā)熱大：電流大了必須加散熱片，否則直接過(guò)熱保護(hù)或燒毀。
? 只能降壓：沒(méi)法升壓或反相（比如+12V轉(zhuǎn)-5V）。
適用場(chǎng)景：
- 小電流、低噪聲應(yīng)用（比如傳感器、運(yùn)放供電）；
- 輸入輸出電壓接近（比如5V轉(zhuǎn)3.3V）；
- 對(duì)成本敏感、不想折騰復(fù)雜設(shè)計(jì)的場(chǎng)合。
02 | 開(kāi)關(guān)電源（SMPS）：高效但復(fù)雜
工作原理
開(kāi)關(guān)電源的核心是“高頻開(kāi)關(guān)+電感儲(chǔ)能”，通過(guò)快速開(kāi)關(guān)MOS管，配合電感和電容濾波，把輸入電壓“切碎”再重組，得到想要的輸出電壓。
優(yōu)點(diǎn)：
1、效率高：比如12V轉(zhuǎn)3.3V，效率輕松 90%+，發(fā)熱小很多！
2、支持升降壓：Buck（降壓）、Boost（升壓）、Buck-Boost（升降壓）都能做。
3、適合大電流：幾十安培的CPU供電基本都是開(kāi)關(guān)電源。
缺點(diǎn)：
? 設(shè)計(jì)復(fù)雜：要選電感、MOS管、補(bǔ)償環(huán)路，新手容易翻車。
? 有開(kāi)關(guān)噪聲：高頻開(kāi)關(guān)會(huì)產(chǎn)生EMI，對(duì)敏感電路可能有干擾。
? 瞬態(tài)響應(yīng)慢：相比LDO，負(fù)載突變時(shí)電壓恢復(fù)稍慢（但可以通過(guò)優(yōu)化改善）。
適用場(chǎng)景：
- 大電流應(yīng)用（比如CPU、GPU供電）；
- 輸入輸出電壓差大的情況（比如24V轉(zhuǎn)5V）；
- 對(duì)效率要求高的場(chǎng)合（比如電池供電設(shè)備）。
03| 參數(shù)對(duì)比及實(shí)際設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、參數(shù)對(duì)比
2、實(shí)際設(shè)計(jì)要點(diǎn)
LDO要點(diǎn)
- 散熱問(wèn)題：比如12V轉(zhuǎn)5V@1A，損耗 (12-5)×1=7W，不加散熱片直接冒煙！
- 不能隨便并聯(lián)：普通LDO并聯(lián)會(huì)電流不均，但像 ADI的LT3080 這種帶均流功能的可以。
開(kāi)關(guān)電源要點(diǎn)
- 注意電感選型：電感太小會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能不足，帶載能力差，發(fā)熱嚴(yán)重甚至電路異常；電感過(guò)大則會(huì)使響應(yīng)變慢，影響動(dòng)態(tài)性能。
- 注意PCB布局：高頻開(kāi)關(guān)路徑?jīng)]處理好，輕則效率暴跌，重則EMI超標(biāo)。
- 注意環(huán)路參數(shù)調(diào)試的穩(wěn)定性：補(bǔ)償沒(méi)調(diào)好，電源可能會(huì)振蕩，或者響應(yīng)巨慢。
04| 總結(jié)
1、要簡(jiǎn)單、低噪聲？ → 選LDO（但注意散熱?。?/span>
2、要高效、大電流？ → 選開(kāi)關(guān)電源（但得花時(shí)間調(diào)）；
3、輸入輸出壓差?。?/span> → LDO可能更劃算；
4、輸入輸出壓差大？ → 果斷開(kāi)關(guān)電源。