Piirisuunnittelun kentässä sopivien teholaitteiden valitseminen on avain koko piirijärjestelmän tehokkaan toiminnan varmistamiseen.Yleensä suunnittelijat harkitsevat pääasiassa kahden tyyppisiä teholaitteita piirisuunnittelussa: DC/DC ja LDO.Näillä kahdella laitteella on omat ominaisuutensa ja sovellusskenaariot, ja niiden suorituskyvyn ja sovellettavien olosuhteiden ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää piirisuunnittelussa.
Tarkastellaan ensin lähemmin LDO: ta, matalan putoamisen lineaarista säädintä tai matalan putoamisen laitetta.LDO: ta käytetään yleensä skenaarioissa, jotka vaativat jännitteen vähentämistä.Sen tärkeimpiin etuihin kuuluvat alhaiset kustannukset, alhainen melu ja pieni lepotilavirta.LDO: n korkea suorituskyky johtuu pääasiassa sen sisällä käytetystä P-kanavaisesta MOSFET: stä.Koska P-kanava MOSFET on jännitekohtainen, se ei vaadi virtaa, joten se voi merkittävästi vähentää itse laitteen virrankulutusta.Lisäksi P-kanavan MOSFET: n jännitepisara on alhainen sen pienestä vastustuskyvystä johtuen, mikä tekee jännitteen pudotuksesta sen yli erittäin alhaisen.LDO vaatii hyvin vähän ulkoisia komponentteja, yleensä tarvitaan vain yksi tai kaksi ohituskondensaattoria, mikä antaa LDO: lle merkittäviä etuja miniaturisoinnissa ja kustannusten hallinnassa.
Seuraavaksi tutkimme DC/DC -muuntimia.DC/DC -muunnin määritelmä on tasavirta -arvon muuntaminen, joka sisältää tehostuksen, buck-, boost/buck- ja kääntöpiirit.LDO: iin verrattuna DC/DC -muuntimien tärkeimmät edut ovat korkea hyötysuhde, kyky tuottaa suuria virtauksia ja pieni lepotilavirta
.Integraatiotekniikan parantamisen myötä nykyaikaiset DC/DC -muuntimet vaativat vain pienen määrän ulkoisia induktoreita ja suodatinkondensaattoreita toimimaan.Tämän tyyppisen virransäätimen tärkeimmät haitat ovat kuitenkin suuri lähtö aaltoileva ja vaihtaminen kohina sekä suhteellisen korkeat kustannukset.
Tehonvalintaprosessin aikana suunnittelijoiden on tehtävä päätöksiä syöttöjännitteen ja lähtöjännitteen, kustannusten, tehokkuuden, melun ja muiden suoritusindikaattorien välisen suhteen perusteella.Esimerkiksi, jos tulojännite ei ole paljon erilainen kuin lähtöjännite, LDO -säädin on yleensä parempi valinta, koska se ei vain tarjoa korkeaa hyötysuhdetta, vaan myös edistää kustannusten hallintaa.LDO on erityisen sopiva seuraaviin skenaarioihin: tuotteet, jotka vaativat suuren virransyöttömelun ja aaltoilun tukahduttamisen, laitteet, joilla on pieni piirilevylevyalue, kuten matkapuhelimet, tuotteet, jotka eivät salli induktorien käyttöä virtalähteessä, virtalähteet, jotka vaativat välitöntäKalibrointi ja lähtötilan itsetestaustoiminnot, vaatimuslaitteet, joissa on alhainen jännitteen pudotus ja alhainen oma virrankulutus sekä sovellukset, jotka vaativat alhaiset piirikustannukset ja yksinkertaiset ratkaisut.
Päinvastoin, jos ero tulojännitteen ja lähtöjännitteen välillä on suuri tai jännitteen pudotus on suuri, kytkevä tasavirta/DC -muunnin on sopivampi.Koska LDO: n syöttövirta on melkein yhtä suuri kuin lähtövirta, jos jännitteen pudotus on liian suuri, LDO: lla menetetään enemmän energiaa, mikä vähentää tehokkuutta.Tässä tapauksessa DC/DC -muuntimesta tulee parempi valinta korkean hyötysuhteensa ja suuren virran tuotoksensa vuoksi, vaikka se voi tuoda suurempia lähtöhäiriöitä, olla suurempia ja maksaa hieman korkeammat.
Yhteenvetona voidaan todeta, että valintavalinta on ainoa valinta, kun valitset liitäntälaitteen piirin suunnittelussa.Kun harkitaan Buck -laitteita, suunnittelijoiden on suoritettava kattava analyysi kustannusten, tehokkuuden, melun ja suorituskyvyn suhteen sen määrittämiseksi, valitaanko DC/DC vai LDO.Jokaisella laitteella on omat ainutlaatuiset edut ja rajoituksensa, joten suunnittelijoiden on harkittava piirin ja erityisten sovellusolosuhteiden yleisiä tarpeita päätettäessä, mikä laite sopii paremmin tiettyyn sovellukseen.