Trong lĩnh vực thiết kế mạch, chọn các thiết bị năng lượng thích hợp là chìa khóa để đảm bảo hoạt động hiệu quả của toàn bộ hệ thống mạch.Thông thường, các nhà thiết kế chủ yếu xem xét hai loại thiết bị năng lượng trong thiết kế mạch: DC/DC và LDO.Hai thiết bị này có đặc điểm riêng và kịch bản ứng dụng, và hiểu hiệu suất và điều kiện áp dụng của chúng là rất quan trọng đối với thiết kế mạch.
Đầu tiên, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về LDO, bộ điều chỉnh tuyến tính thấp hoặc thiết bị giảm thấp.LDO thường được sử dụng trong các kịch bản yêu cầu giảm điện áp.Ưu điểm chính của nó bao gồm chi phí thấp, tiếng ồn thấp và dòng điện không hoạt động nhỏ.Hiệu suất cao của LDO chủ yếu là do MOSFET kênh P được sử dụng bên trong nó.Do MOSFET kênh P được điều khiển bằng điện áp, nên nó không yêu cầu dòng điện, do đó, nó có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ hiện tại của chính thiết bị.Ngoài ra, mức giảm điện áp của MOSFET kênh P thấp do độ bền nhỏ của nó, làm cho điện áp giảm xuống rất thấp.LDO yêu cầu rất ít các thành phần bên ngoài, thường chỉ cần một hoặc hai tụ điện, điều này mang lại lợi thế đáng kể trong việc thu nhỏ và kiểm soát chi phí.
Tiếp theo, chúng tôi khám phá các bộ chuyển đổi DC/DC.Định nghĩa của bộ chuyển đổi DC/DC là chuyển đổi giá trị công suất DC, bao gồm các mạch tăng, Buck, Boost/Buck và đảo ngược.So với LDO, những lợi thế chính của bộ chuyển đổi DC/DC là hiệu quả cao, khả năng xuất ra các dòng điện lớn và dòng điện không hoạt động nhỏ
.Với việc cải thiện công nghệ tích hợp, các bộ chuyển đổi DC/DC hiện đại chỉ yêu cầu một số lượng nhỏ các cuộn cảm bên ngoài và tụ điện lọc để hoạt động.Tuy nhiên, những nhược điểm chính của loại bộ điều khiển công suất này là gợn đầu ra lớn và nhiễu chuyển đổi, và chi phí tương đối cao.
Trong quá trình lựa chọn thiết bị năng lượng, các nhà thiết kế cần đưa ra quyết định dựa trên mối quan hệ giữa điện áp đầu vào và điện áp đầu ra, chi phí, hiệu quả, tiếng ồn và các chỉ số hiệu suất khác.Ví dụ, nếu điện áp đầu vào không khác nhiều so với điện áp đầu ra, bộ điều chỉnh LDO thường là lựa chọn tốt hơn vì nó không chỉ cung cấp hiệu quả cao mà còn có lợi cho việc kiểm soát chi phí.LDO đặc biệt phù hợp với các tình huống sau: Các sản phẩm yêu cầu tiếng ồn cung cấp năng lượng cao và triệt tiêu gợn sóng, các thiết bị có diện tích bảng PCB nhỏ như điện thoại di động, các sản phẩm không cho phép sử dụng cuộn cảm trong nguồn điện, nguồn điện yêu cầu tức thờiHiệu chỉnh và trạng thái đầu ra Các chức năng tự kiểm tra, các thiết bị yêu cầu với mức giảm điện áp thấp và mức tiêu thụ điện năng thấp, cũng như các ứng dụng yêu cầu chi phí mạch thấp và các giải pháp đơn giản.
Ngược lại, nếu sự khác biệt giữa điện áp đầu vào và điện áp đầu ra lớn hoặc giảm điện áp lớn, thì bộ chuyển đổi DC/DC chuyển đổi phù hợp hơn.Do dòng điện đầu vào của LDO gần như bằng với dòng đầu ra, nếu độ giảm điện áp quá lớn, sẽ mất nhiều năng lượng hơn trên LDO, do đó làm giảm hiệu quả.Trong trường hợp này, bộ chuyển đổi DC/DC trở thành một lựa chọn tốt hơn do hiệu quả cao và sản lượng dòng điện lớn, mặc dù nó có thể mang lại sự can thiệp đầu ra lớn hơn, lớn hơn và có giá cao hơn một chút.
Để tổng hợp, khi chọn một thiết bị tăng cường trong thiết kế mạch, bộ chuyển đổi DC/DC là lựa chọn duy nhất.Khi xem xét các thiết bị Buck, các nhà thiết kế cần tiến hành phân tích toàn diện về chi phí, hiệu quả, tiếng ồn và hiệu suất để xác định có nên chọn DC/DC hay LDO hay không.Mỗi thiết bị có những lợi thế và hạn chế duy nhất của riêng mình, vì vậy các nhà thiết kế phải xem xét các nhu cầu chung của mạch và các điều kiện ứng dụng cụ thể khi quyết định thiết bị nào phù hợp hơn cho một ứng dụng cụ thể.