开关电源的类型

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1.1 开关电源的类型

1.1.1 线性稳压器，所谓线性稳压器，也就是我们俗话说的 LDO，一般有这么两种特点：

        传输元件工作在线性区，它没有开关的跳变；

        仅限于降压转换，很少会看到升压的应用。

1.1.2 开关稳压器

        传输器件开关(场效应管)，在每个周期完全接通和完全切断的状态；

        里面至少包括一个电能储能的元件，如：电感器或者电容器；

        多种拓扑（降压、升压、降压-升压等）

1.1.3 充电泵，一般在一些小电流的应用

        传输器件开关(如：场效应管、三极管)，有些完全导通，而有些则工作在线性区；

        在电能转换或者储能的过程中，仅限使用了电容器，如一些倍压电路。

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答疑：有些情况为什么要使用开关稳压器？为什么不用 LDO 和充电泵？

我们知道，所有的能量都不会凭空消失，损耗的能量最终会以热的形式传递出去， 这样，工程师在设计中就会产生很大的挑战，比如说，损耗最终以热的形式传递，那么 电路中就需要增加更大的散热片，结果电源的体积就变大了，而且整机的效率也很低。 如果在开关模式的开关电源，不仅可以提高效率，还可以降低了热管理的设计难度。

我们可以举一个例子来对比线性电源和开关电源的效率和体积：

            

从它们的效率来看，一个 12V 输入，3.3V/2A 输出的电源，如果用线性稳压器来实现的 话，它输出效率只有 28%，而用开关电源来做的话，它的输出效率能达到 90%以上。所以 线性电源在高输入电压，低输出电压的情况下的效率是非常的低，它只适用于一些输入和输 出的压差比较低的场合。像这些情况下使用开关电源的优势是显而易见的。线性稳压器的损   耗为 17.4W，开关稳压器的损耗只有 0.73W，这些损耗最终会以热量的形式传递出去，器件 的工作温度=器件温升+环境温度，温升=热阻 × 损耗的情况下：假如器件的热阻 θ=35℃/W 来计算，LDO 的温升=35℃ × 17.4W=609℃，开关稳压器温升=35℃ × 0.73W=25.55℃。 可见，开关稳压器可以工作在 60~70℃的环境温度也是没问题的，而 LDO 在这种情况下， 发热非常严重，必须得降低它的热阻，而热阻的大小就取决于散热面积，散热面积越大，热 阻就越小，所以 LDO 需要很大的散热面积(如下图)，来减少它的热阻以获得较低的温升。

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总结：开关电源 VS 线性稳压器
（1）开关电源
①        能够提升电压（升压）
②        以及使电压减低（降压）甚至反相
③        具有较高的效率和功率密度
（2）线性稳压器
①        只能实现降压
②        输出电压相对更稳定
③