1.1.1 線性穩壓器，所謂線性穩壓器，也就是我們俗話說的 LDO，一般有這么兩種特點：

傳輸元件工作在線性區，它沒有開關的跳變；

僅限于降壓轉換，很少會看到升壓的應用。

1.1.2 開關穩壓器

傳輸器件開關(場效應管)，在每個周期完全接通和完全切斷的狀態；

里面至少包括一個電能儲能的元件，如：電感器或者電容器；

多種拓撲（降壓、升壓、降壓-升壓等）

1.1.3 充電泵，一般在一些小電流的應用

傳輸器件開關(如：場效應管、三極管)，有些完全導通，而有些則工作在線性區；

在電能轉換或者儲能的過程中，僅限使用了電容器，如一些倍壓電路。

答疑：有些情況為什么要使用開關穩壓器？為什么不用 LDO 和充電泵？

我們知道，所有的能量都不會憑空消失，損耗的能量最終會以熱的形式傳遞出去，這樣，工程師在設計中就會產生很大的挑戰，比如說，損耗最終以熱的形式傳遞，那么電路中就需要增加更大的散熱片，結果電源的體積就變大了，而且整機的效率也很低。如果在開關模式的開關電源，不僅可以提高效率，還可以降低了熱管理的設計難度。

我們可以舉一個例子來對比線性電源和開關電源的效率和體積：

從它們的效率來看，一個 12V 輸入，3.3V/2A 輸出的電源，如果用線性穩壓器來實現的話，它輸出效率只有 28%，而用開關電源來做的話，它的輸出效率能達到 90%以上。所以線性電源在高輸入電壓，低輸出電壓的情況下的效率是非常的低，它只適用于一些輸入和輸出的壓差比較低的場合。像這些情況下使用開關電源的優勢是顯而易見的。線性穩壓器的損耗為 17.4W，開關穩壓器的損耗只有 0.73W，這些損耗最終會以熱量的形式傳遞出去，器件的工作溫度=器件溫升+環境溫度，溫升=熱阻 × 損耗的情況下：假如器件的熱阻 θ=35℃/W來計算，LDO 的溫升=35℃ ×17.4W=609℃，開關穩壓器溫升=35℃ ×0.73W=25.55℃。可見，開關穩壓器可以工作在 60~70℃的環境溫度也是沒問題的，而 LDO 在這種情況下，發熱非常嚴重，必須得降低它的熱阻，而熱阻的大小就取決于散熱面積，散熱面積越大，熱阻就越小，所以 LDO 需要很大的散熱面積(如下圖)，來減少它的熱阻以獲得較低的溫升。

1.1.4 下圖為線性電源和開關電源體積的比較

上圖紅色標注地方分別是一個 2.5W 的 LDO 和一個 6W 的開關電源，兩者功率相差 2.4倍，但開關電源的面積僅是 LDO 的 1/4 不到，也就是說開關電源的損耗大大減少了，能夠承受更高的熱阻，減少散熱的面積。再次強調一遍，如果說輸入與輸出之間壓差較低的情況下，可以使用 LDO，但壓差較大的情況下，建議使用開關電源。當然，開關電源也有它的劣勢，它的輸出會有噪聲、振鈴、跳變，而 LDO 則不會。某些場合的負載對電源的電壓是很敏感的話，可以在開關電源后面

載加一級 LDO。例如我們要把 5V 轉為 1.2V ， 如果直接有 LDO 的話，效率可能只有 20%，但我們可以把 5V 用開關電源變為 1.5V，再用 LDO 把 1.5V 轉為 1.2V，這樣，效率就會高，是一個比較優化的設計。

1.1.5 總結：開關電源 VS 線性穩壓器

（1）開關電源

① 能夠提升電壓（升壓）

② 以及使電壓減低（降壓）甚至反相

③ 具有較高的效率和功率密度

（2）線性穩壓器

① 只能實現降壓

② 輸出電壓相對更穩定
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