本文对线性稳压器和开关稳压器进行了比较，并先容了在考虑能效的同时，如何相应考虑简洁性、低本钱、稳定性等成分。
开关稳压器：高效但繁芜
开关稳压器效率高，并且能够轻松实现升压输出、降压输出和电压逆变。目前的模块化芯片构造紧凑、性能可靠，许多供应商都有供应。只管开关稳压用具有许多上风，但也存在不敷之处（表 1）。
首先，开关稳压器属于繁芜芯片，因此为确保新产品正常事情，可能须要更多的设计事情。其次，目前的开关稳压器集成度越高，本钱也越高，并且还需增大芯片尺寸。末了，所有的高频率开关每每会产生噪声。
在高频事情模式下，开关稳压器会在输入和输出滤波器上产生电压和电流纹波，这是在设计中利用该器件所面临的紧张问题。而办理这些问题须要韶光和设计技能。
线性稳压器可以办理开关稳压器的所有紧张缺陷。它们大略且低本钱，须要较少外部元器件，并且不会因开关产生多余的噪声。如表 1 所示，对付恰当的运用选择这些得当的线性稳压器才是明智之举。
仅支持降压事情模式
上段描述中有一关键词“恰当的运用”，那是由于线性稳压器存在局限性，这意味着它们可能不适宜某些设计，但却会是另一些设计的得当之选。
例如，线性稳压器输出只能低于输入电压（“降压”）。由于存在局限性，以是须要增加额外的电池来提高基本 DC 供电电压，才能确保电压超过 LDO 须要的输入电压。每个稳压器需利用五个标称电压为 1 至 1.5 伏的电池，每个电池须要在其全体放电周期内确保可靠的 5 伏输出电压。而额外增加电池的本钱很快会超出利用较少电池即可运行的开关稳压器本钱。此外，额外的电池还霸占了宝贵的空间。
其余还有一个问题，如果产品中的元器件须要高于所有其他元器件的电压，线性稳压器无法实现升压输出。还有类似的问题，在某些仿照电路须要负电压的情形下，由于线性稳压器无法逆转正电源，因而无法利用。
线性稳压器的效率不如开关器件，因此其电池的寿命不如开关稳压器长久。更糟糕的是，如果电池仍有一些电量，但合成后的输出电压低于芯片须要的最低电压，将无法利用剩余电量。
比较之下，开关器件可以切换至升压模式，从而用尽电池的末了电量。
当电池的直流源的初始电压高于实际须要的轨电压，且电池电压随着放电的持续降至所需轨电压以下时，降压升压稳压器就非常实用。降压升压器件可以在两种模式中完美切换，纵然在电池电压降至轨电压之下，仍可得到所需的输出轨电压值。
在一些极低功耗运用中，以缩短电池寿命为代价来避免利用开关稳压器是可以接管的。例如，利用线性稳压器导致高功耗产品的电池寿命从 12 小时缩短至 8 小时，消费者不太会对此感到高兴；但如果价格足够便宜，消费者很可能会接管低功耗产品的电池寿命从六个月缩短至五个月。
线性稳压器的高能效范围
线性稳压器可能无法达到开关转换器或稳压器的整体效率，但其仍具有自身的上风，在输入和输出电压差降落时，稳压器能效就会升高。当输入电压刚刚高于输出电压值时，线性稳压器的能效靠近 95% 至 99%。
这种特色表明在特定运用中的线性稳压器整体效率要高于仅做大略直接比较而得出的结果。因此务必考虑产品事情期间内电池的完全放电特性，并确定该段韶光内的均匀效率以得到精确数值（图 1）。
图 1：利用三节 AA 型碱性电池（100 mW 恒定功率负载）的系统中线性稳压器能效与电池电压之间的关系；请把稳稳压器能效如何随着电压低落而升高。（图片来源：Maxim Integrated）
只管电池满电量时能效约为 73%，但全体放电周期内的均匀能效为 85%。该当将此数值与开关稳压器等效数据进行比较，由于开关稳压器电池效率不会随着电压低落而升高。
再看一下图 1，我们会创造在 20 小时后，只管电池仍有一些电量，但由于输入和输出电压差太小，以至于该器件无法调节电压，继而停滞事情。电池实际为产品供电的总累积电量为：
均匀调节效率 × 停滞供电前的电池能量利用百分比 =
85% × 80% = 68%。
选择较低压差特性的 IC 确保耗尽更多的电池电量，从而提高效率。
“压差”是指调节停滞前输入和输出电压的差值。如图 1 示例所示，如果线性稳压器改换成具有更高压差的器件（3.4 至 3.0 伏），电池可以多利用 2.5 小时，电池能源利用率将提高至：
85% × 90% = 76.5%
仔细查看制造商供应的规格书，由于一些所谓的“低压差”(LDO) 器件的输入/输出压差十分大。这意味着停滞事情前，电池中仍含有很多电量。请把稳，压差可能随负载电流变革而变革。
LDO 选择与实现
对付希望在特定运用中选择利用 LDO 以便充分利用线性稳压器上风的设计工程师来说，很可能会在市场上纷繁冗杂的选择面前不知所措。虽然外不雅观简洁，但一样平常的 LDO 规格书除基本的规格表常日还有二十、三十乃至更多性能图。这些图展现了静态和动态性能以及在不同事情场景和条件下的功能。
在针对便携式运用的 LDO 器件中，有许多器件适宜于宽输入和输出电压范围。一些具有固定输出电压、一些具有用户可调节输出电压、一些可以供应负输出轨。一些 LDO 较为通用并具有备用电源，而其他一些 LDO 针对特定运用领域专门优化了一个或多个参数。以下几个示例展示了市情上 LDO 的多样性。
汽车：Maxim Integrated MAX16910 是用于汽车运用的 200 mA 超低静态电流 LDO。除了具备基本性能，该器件还适用于哀求严苛的汽车运用环境。具有 +45 伏的抗瞬变输入电压，可以应对“负载突降”状况并在该状况下事情，还可事情于（指定值）-40°C 至 +125°C 的汽车温度范围（图 2）。在 +3.5 伏至 +30 伏的输入电压下事情，仅花费 20 微安 (µA) 空载静态电流，在用户掌握关断模式下仅为 1.6 μA。
图 2：Maxim Integrated 的 MAX16910 十分引人瞩目，由于它符合质保功能中严苛的汽车规定，并可在 -40°C 至 +125°C 的温度范围内正常事情。（图片来源：Maxim Integrated）
负电压：负电压设计可不仅仅是反向连接转换器，还涉及到接地参考问题以及其他拓扑问题。因而，须要特定的负电压型 LDO。Analog Devices 的 ADP7183 具有负输入/输出电压以及超低噪声特性（图 3）。
这些 IC 在 −2.0 伏至 −5.5 伏的输入电压下事情，最高供应 −300 毫安 (mA) 的输出电流。该器件供应 15 种 −0.5 伏至 −4.5 伏的固定输出电压选择，或具有在 −0.5 伏至 −VIN + 0.5 伏范围内可调节的输出电压。此外，输出噪声在 100 Hz 至 100 kHz 时仅为 4 μVRMS，噪声谱密度在 10 kHz 至 1 MHz 时为 20 nV/√Hz。末了，范例电源抑制比 (PSRR) 在 10 kHz 时为 75 dB；100 kHz 时为 62 dB；1 MHz 时为 40 dB。
图 3：Analog Devices 的 ADP7183 系列实际上常常用于负电源/负输出运用；这些器件可以配置为固定输出电压（这里指上面示意图中的 −3.3 伏）或用户可调节输出电压（这里指下面示意图中设置的 −2.5 伏）。（图片来源：Analog Devices）
固定/可变双输出：常日情形下，一些运用不仅仅须要一个单通道 LDO，因此 Texas Instruments 推出具有一个 2.5 伏固定输出电压和一个可调节输出电压的 LFC789D25 双通道线性掌握器。掌握器的输出可以驱动外部 N 沟道 MOSFET，因此电流可能相对较高，达 3 A（范例值）。这种 IC 适用于 DDR1 存储器电压 (VDDQ) 和缓冲器 VREF 等运用（图 4）。内部基准的温度补偿性能具有 2% 容差，足以知足这种情形。
图 4：Texas Instruments 的 LFC789D25 双路线性掌握用具有一个固定输出电压和一个可调节输出电压，可以知足 DDR1 和类似存储器阵列等主要运用领域的需求。（图片来源：Texas Instruments）。
近乎为零的静态电流：对付电池供电型运用而言，珍惜利用可用的能量对付实现续航韶光目标至关主要，Richtek RT9069 系列具有 2 µA 的超低静态电流 (Iq)。使能引脚可以让这些 IC 处于深度休眠状态，此时的静态电流为零。
这些 LDO 在 3.5 伏至 36 伏的宽输入电压范围下事情供应高达 200 mA 的电流。它们供应 2.5、3.3、5、9 或 12 伏固定输出电压。这些 LDO 在全体输入电压范围和输出电流范围内保持性能稳定，除了大多数 LDO 最须要的标准输入滤波电容器外，只需利用一个单一陶瓷输出电容器（图 5）。
图 5：Richtek RT9069 系列旨在将高度受限的电池供电型运用的续航韶光最大化，它们具有 2 µA 的静态电流，且当处于禁用状态时静态电流为零。（图片来源：Richtek Technology Corp.）
充分利用 LDO
虽然 LDO 操作大略，但仍需重视一些基本的辅导原则，以充分利用其上风并避免潜在危害。它们存在一些实际设计问题，如热问题和封装、布局把稳事变以及噪声拾取。
对付热问题，关键是研究规格书中有关安全事情区和降额的表格和图形（图 6）。
图 6：对付 LDO 来说，安全事情区的最大许可输出电流与输入输出电压差的幅值成反比；根据图中标准 SO-8 和专有 8 引脚 µMAX 封装之间的差异所示，封装类型也十分关键。（图片来源：Maxim Integrated）
降额是一种多变量函数，包括 LDO 封装。5 引脚 SOT-23 封装的范例额定耗散超过 500 mW，而一些裸焊盘的额定值是该数值的四倍。如果 LDO 位于具有充足气流的最佳位置和/或低阻抗热路径，将可以直策应用供应商数据来确定因自发热而造成的降额性能。
总结
线性稳压器的上风在于，直流输出中产生的噪声极少，输出非常“干净”，但是能效比开关转换器低很多，不能像开关稳压器一样实现高于输入电压的升压输出。
只管如此，一些运用仍会首选线性稳压器，而就简洁性、本钱、在特定事情条件下以及能效而言，线性稳压器是 DC/DC 转换器拓扑构造的“最佳”选择
