在电源设计里,线性稳压器(LDO)开关电源(SMPS)是最常用的两种方案。但到底该用哪个?它们有什么区别?今天就用最直白的大白话给你讲清楚!


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线性稳压器(LDO):简单但低效

工作原理

LDO 的核心思想就是牺牲电压换稳定。比如你有一个12V输入,想要3.3V输出,LDO 会通过内部的晶体管(相当于可变电阻)把多余的8.7V“吃掉”,变成热量散发掉。

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优点:
1、超简单:通常只需要输入、输出电容和反馈电阻就能工作。
2、超低噪声:没有开关动作,输出几乎没纹波,适合音频、射频等敏感电路。
3、瞬态响应快:内部反馈环路快,负载突变时电压恢复迅速。
4、低压差:有些LDO的输入输出压差可以低至20mV,适合电池供电设备。


缺点:
❌ 效率低:比如12V转3.3V,效率只有 27.5%,剩下72.5%全变热量!
❌ 发热大:电流大了必须加散热片,否则直接过热保护或烧毁。
❌ 只能降压:没法升压或反相(比如+12V转-5V)。

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适用场景:

  • 小电流、低噪声应用(比如传感器、运放供电);

  • 输入输出电压接近(比如5V转3.3V);

  • 对成本敏感、不想折腾复杂设计的场合。



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开关电源(SMPS):高效但复杂

工作原理

开关电源的核心是高频开关+电感储能,通过快速开关MOS管,配合电感和电容滤波,把输入电压“切碎”再重组,得到想要的输出电压。

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优点:
1、效率高比如12V转3.3V,效率轻松 90%+,发热小很多!
2、支持升降压Buck(降压)、Boost(升压)、Buck-Boost(升降压)都能做。
3、适合大电流几十安培的CPU供电基本都是开关电源。

缺点:
❌ 设计复杂:要选电感、MOS管、补偿环路,新手容易翻车。
❌ 有开关噪声:高频开关会产生EMI,对敏感电路可能有干扰。
❌ 瞬态响应慢:相比LDO,负载突变时电压恢复稍慢(但可以通过优化改善)。

适用场景:

  • 大电流应用(比如CPU、GPU供电);

  • 输入输出电压差大的情况(比如24V转5V);

  • 对效率要求高的场合(比如电池供电设备)。



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参数对比及实际设计要点
1、参数对比
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2、实际设计要点

LDO要点

  • 散热问题比如12V转5V@1A,损耗 (12-5)×1=7W,不加散热片直接冒烟!

  • 不能随便并联普通LDO并联会电流不均,但像 ADI的LT3080 这种带均流功能的可以。


开关电源要点

  • 注意电感选型电感太小会导致储能不足,带载能力差,发热严重甚至电路异常;电感过大则会使响应变慢,影响动态性能。

  • 注意PCB布局高频开关路径没处理好,轻则效率暴跌,重则EMI超标。

  • 注意环路参数调试的稳定性补偿没调好,电源可能会振荡,或者响应巨慢。


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总结

1、要简单、低噪声? → 选LDO(但注意散热!);

2、要高效、大电流? → 选开关电源(但得花时间调);

3、输入输出压差小? → LDO可能更划算;

4、输入输出压差大? → 果断开关电源。

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