DC/DC转换器与线性稳压器的比较

与线性稳压器的比较

DC/DC转换器的最大特点之一是其高功率转换效率。与线性稳压器相比，它也以其效率显著更高而著称。为什么DC/DC转换器能实现如此高的效率？首先，让我们来看一看线性稳压器和DC/DC转换器在实际工作中是如何产生损耗的。

线性稳压器的损耗

线性稳压器通过连续调节输入电压与输出电压之间的驱动器FET（或晶体管）的导通电阻来控制输出电压。具体而言，将电压从输入电压降至输出电压时，驱动器FET将起到电阻的作用，该电阻成分和输出电流会导致以下损耗的产生。

从线性稳压器的工作原理来说，这种损耗是无法避免的。

损耗 = (输入电压−输出电压) × 输出电流

线性稳压器中，输入与输出的电压差∶A和输出电流∶B的乘积直接等于功率损耗。将输出电压设置得比输入电压越低，这个电压差就越大，结果导致损耗增加。这是因为已将多余的功率以热量的形式耗散，这也是其效率低下的主要理由。

DC/DC转换器（降压型）的损耗

DC/DC转换器与线性稳压器存在根本区别，通过快速导通/关断（开关控制）开关元件（FET等）来控制输出电压。开关元件在导通（ON）状态下，线圈电流会流经电阻成分极低的（低导通电阻）FET或正向压降（低VF）小的二极管。这种导通（ON）状态下的电流会产生如下导通损耗。

FET导通损耗 = (线圈电流 )^2 × 导通电阻

二极管导通损耗 = 线圈电流 × VF

如此图所示，在DC/DC转换器中，开关元件处于导通（ON）或关断（OFF）任一状态的时间占比极高。开关导通（ON）时，压降（C）极低，而关断（OFF）时，电流不流动。

关于二极管亦是如此，电流流动时的压降（D）低。虽然线圈电流（E）在流动，但与开关元件始终作为“电阻”工作的线性稳压器不同，DC/DC转换器中的开关元件的导通损耗可被控制在极低水平。

因此，DC/DC转换器的效率远高于线性稳压器。(实际上，DC/DC转换器的总损耗是开关元件和线圈的导通损耗、开关损耗、控制电路功耗等的总和。然而因作为其主要损耗源的开关元件中的损耗，与线性稳压器相比，大幅降低，实现了高效率。)

By : Nobuhiko Kamano

2005年加入特瑞仕半导体。

从事DC/DC转换器等电源IC开发6年，其中3年从事离线LED驱动器的技术支持。 之后负责特瑞仕电源IC客户的技术支持。

凭借在产品开发中积累的专业技术以及多年客户支持中积累的丰富经验（包括电源相关问题的解决方案和故障排除），目前负责特瑞仕产品的技术支持和产品提案。

关于特瑞仕半导体株式会社

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