في مجال تصميم الدائرة ، يعد اختيار أجهزة الطاقة المناسبة هو المفتاح لضمان التشغيل الفعال لنظام الدائرة بأكمله.عادةً ما ينظر المصممون بشكل أساسي في نوعين من أجهزة الطاقة في تصميم الدوائر: DC/DC و LDO.هذان الجهازان لهما خصائصهما الخاصة وسيناريوهات التطبيق ، وفهم أدائهما وظروفهما المعمول بها أمر بالغ الأهمية لتصميم الدوائر.
أولاً ، دعنا نلقي نظرة فاحصة على LDO ، أو منظم خطي منخفض الانحدار ، أو جهاز منخفض.عادة ما يستخدم LDO في السيناريوهات التي تتطلب تقليل الجهد.تشمل مزاياها الرئيسية التكلفة المنخفضة ، وانخفاض الضوضاء والتيار الهادئ الصغير.يرجع الأداء العالي لـ LDO بشكل أساسي إلى MOSFET القناة P المستخدم بداخله.نظرًا لأن MOSFET القناة P مدفوعة بالجهد ، فإنه لا يتطلب تيارًا ، لذلك يمكن أن يقلل بشكل كبير من الاستهلاك الحالي للجهاز نفسه.بالإضافة إلى ذلك ، فإن انخفاض الجهد في MOSFET القناة P منخفض بسبب مقاومة صغيرة ، مما يجعل انخفاض الجهد عبره منخفضًا جدًا.يتطلب LDO عددًا قليلاً جدًا من المكونات الخارجية ، وعموما هناك حاجة فقط إلى مكثف واحد أو اثنين من المكثفات الالتفافية ، مما يمنح LDO مزايا كبيرة في التصغير والتحكم في التكاليف.
بعد ذلك ، نستكشف محولات DC/DC.تعريف محول DC/DC هو تحويل قيمة طاقة DC ، والتي تتضمن دوائر Boost و Buck و Boost/Buck وقلق.بالمقارنة مع LDOs ، فإن المزايا الرئيسية لمحولات DC/DC هي كفاءة عالية ، والقدرة على إخراج التيارات الكبيرة والتيار الهادئ الصغير
.مع تحسين تكنولوجيا التكامل ، لا تتطلب محولات DC/DC الحديثة سوى عدد صغير من المحاثات الخارجية ومكثفات التصفية للعمل.ومع ذلك ، فإن العيوب الرئيسية لهذا النوع من وحدة تحكم الطاقة هي تموج إخراج كبيرة وضوضاء التبديل ، وتكاليف عالية نسبيا.
أثناء عملية اختيار جهاز الطاقة ، يحتاج المصممون إلى اتخاذ قرارات بناءً على العلاقة بين جهد المدخلات وجهد الإخراج والتكلفة والكفاءة والضوضاء ومؤشرات الأداء الأخرى.على سبيل المثال ، إذا كان جهد الإدخال لا يختلف كثيرًا عن جهد الإخراج ، فإن منظم LDO عادة ما يكون خيارًا أفضل لأنه لا يوفر كفاءة عالية فحسب ، بل إنه يفضي أيضًا إلى التحكم في التكاليف.LDO مناسبة بشكل خاص للسيناريوهات التالية: المنتجات التي تتطلب ضوضاء مزود الطاقة العالية وقمع تموج ، والأجهزة التي تحتوي على مساحة صغيرة من لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور مثل الهواتف المحمولة ، والمنتجات التي لا تسمح باستخدام المحاثات في إمدادات الطاقة ، ومستلزمات الطاقة التي تتطلب فورًا فوريًاوظائف المعايرة وإخراج الوظائف الذاتية ، معدات المتطلبات مع انخفاض انخفاض الجهد المنخفض واستهلاك الطاقة المنخفضة الخاصة ، وكذلك التطبيقات التي تتطلب تكاليف الدائرة المنخفضة وحلول بسيطة.
على العكس من ذلك ، إذا كان الفرق بين جهد الإدخال وجهد الخرج كبيرًا أو انخفاض الجهد كبير ، يكون محول التبديل DC/DC أكثر ملاءمة.نظرًا لأن تيار الإدخال الخاص بـ LDO يساوي تقريبًا تيار الإخراج ، إذا كان انخفاض الجهد كبيرًا جدًا ، فسيتم فقد طاقة أكبر على LDO ، مما يقلل من الكفاءة.في هذه الحالة ، يصبح محول DC/DC اختيارًا أفضل بسبب كفاءته العالية والإخراج الحالي الكبير ، على الرغم من أنه قد يجلب تداخلًا أكبر في الإخراج ، ويكون أكبر ، ويكلف أعلى قليلاً.
لتلخيص ، عند اختيار جهاز تعزيز في تصميم الدائرة ، يكون محول DC/DC هو الخيار الوحيد.عند النظر في أجهزة Buc ، يحتاج المصممون إلى إجراء تحليل شامل من حيث التكلفة والكفاءة والضوضاء والأداء لتحديد ما إذا كان سيتم اختيار DC/DC أو LDO.كل جهاز له مزايا وقيود فريدة ، لذلك يجب على المصممين النظر في الاحتياجات الإجمالية للدائرة وظروف التطبيق المحددة عند تحديد الجهاز الأكثر ملاءمة لتطبيق معين.