每一个设计都是从一些假设开始的，因为你必须从某个地方开始。但随着设计的进行，仔细检查这些假设是否适用于特定的情况是非常重要和必要的。当设计需要一个小型dc-dc变换器时，可以在低阻(LDO)和开关拓扑之间进行选择。每个都有不同的特征和属性，但每个都有一个与之密切相关的“标签”。
对于债务抵押债券，人们常说它们效率低下;对于交换机来说，问题在于它们太吵了。虽然这些在一般情况下都是正确的，但在某些情况下，它们可能不正确或与特定配置相关。
假设#1:“ldo比转换者效率低”
一般来说,是的。一个典型的LDO的效率在60%到80%的范围内，而切换器的效率可能在75%到95%的范围内。但这些基本数字只是故事的一部分。你需要什么样的效率，你愿意为它付出什么代价?同样，取决于V之间的差值在和V出， LDO的效率可能是在高端。这是在电池供电的应用中经常出现的情况，在电池到达放电膝部并下降到一个可行的工作值以下之前，掉电电压可能很小。
1.也许这是违反直觉的，但在这款三芯LDO设计(100 mw恒定功率负载)中，效率随着电池电压的下降而增加。在dropout附近的平均效率是85%，而在dropout时，电池仍有20%的容量，总累积效率为68%。(来源:箴言集成)
或者考虑这样一种情况:当LDO从电池上运行时，初始输入电压处于最大值，因此效率很低。然而，它实际上随着电池电压的下降而增加(图1)这并不是一个直观的趋势。这种效率轨迹与典型的开关稳压器相反。因此，重要的是要确定什么效率水平将在大部分电池的寿命，以及这条曲线对电池寿命的影响。较低的效率可能只是短期或适度的情况;因此，它对电池寿命和运行时间的影响可能不显著。
还要注意，整体效率是系统占空比的函数。许多ldo都有关闭控制;当调用时，静态电流降至微安范围，损耗接近零。如果LDO在系统运行周期的大部分时间内都处于关闭状态，那么在较长一段时间内的实际综合效率会相当高，即使有源模式的效率不如开关调节器高。
结论:是的，LDOS乍一看比切换者的效率要低，但是“您的效率可能会有所不同”——而且在特定的应用程序中，这种差异可能很小(参考文献1对LDO效率分析提供了更多的见解)．
假设2:“交换者比ldo者更吵闹”
再说一遍，总的来说是正确的。开关噪声(EMI/RFI)的产生是这种拓扑运行的固有结果，频率范围可以从几百千赫兹到几兆赫(这是时钟的功能)。然而，要回答的第一个问题是“我能接受多少噪音?”或者类似的“我的噪音到底应该有多低?”如果可容忍的噪声量适中，标准切换器也是可以接受的。
2.在禁用扩频的情况下，LTC3543的输出噪声频谱在时钟基频和谐波频率处出现峰值(左)。随着扩频的启用，基频和谐波分量大大减少，能量输出在整个频谱上变得平坦(右图)。(来源:Linear Technology Corp.)
即使这种噪音还不够低，开关稳压器的设计者们已经使用了一些技巧来减少它的影响，甚至减少它。噪声的影响通过使用扩频时钟来减少，其中切换器的时钟不是在一个固定的频率上，而是在一个定义的范围内随机“抖动”。2虽然这并没有减少总噪声能量，但它确实减弱了它在整个频谱上的峰值。因此，与时钟频率上的噪声峰值和谐波上的较小峰值不同，噪声频谱随着峰值的减少而变得更平坦。这可能会将噪音降低到一个不再受系统关注的水平，甚至有助于将辐射噪音保持在监管阈值以下。
这种方法用于线性技术的LTC3543， 600ma同步降压稳压器。它的名义内部时钟为2.25 MHz，但也可以同步到1和3 MHz之间的外部时钟，以更好地管理时钟交互。图2展示了使用扩频技术实现的跨频谱的基频和谐波的减少。
此外，开关稳压器的设计者还为集成电路添加了巧妙、微妙的“技巧”，以减少噪声的产生。例如,LT1683Linear Tech的dc-dc控制器控制外部n通道MOSFET开关的电压和电流转换速率。这些速率可以独立设置，以平衡开关波形的谐波含量和效率。该IC采用推挽电流模式结构，优化了低噪声性能。这些改进的组合可以减少高达40分贝的高频谐波功率，而效率损耗很小(图3)．
3.LT1683开关调节器电路的原理图显示了一个可选的输出滤波器(左)。使用5v输出时，开关噪声在滤波前略高于25 mV p-p，滤波后降至仅200µV p-p，相差两个数量级(右图)。(来源:Linear Technology Corp.)
结论
教训很清楚:众所周知的LDO和开关调节器的假设通常是正确的，但在特定的情况下可能会有例外。这就是为什么后退一步，重新审视这些假设是有意义的。它们可能会让你的设计挑战变得更加困难，甚至将其推向不必要的方向，从而可能导致不利的后果。
参考文献
1.Maxim Integrated，第751课"便携式应用中的线性稳压器”
2.“线性技术公司”易于使用的扩频时钟发生器减少EMI和更多”
