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12V转5V/3.3V稳压芯片电路设计:LDO极简两电容方案 vs DC-DC高效率方案

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发表于 昨天 17:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
12V降到5V/3.3V,稳压芯片怎么挑?
12V转成5V或者3.3V,几乎是做硬件时绕不开的电源需求。面对LDODC-DC两条路线,很多工程师一上来就犯难:到底该走哪条?选哪颗料更划算?
这篇选型笔记把平芯微旗下两条产品线一起拉出来对比。LDO这边有PW75XXPW8600两款;DC-DC同步降压则覆盖了PW2162PW2163PW2205PW2330PW2303PW2153六颗。电流从100mA一路覆盖到10A以上,耐压从36V150V都有,基本能把常见场景兜住。
一、小电流、图省事:优先考虑LDO
LDO最大的好处是外围极简、噪声低、没有EMI烦恼。如果你的负载电流不大,输入输出压差也不算离谱,LDO往往是更省心的选择。
1.1 PW75XX系列:36V耐压,100mA输出
PW75XX属于平芯微的小电流LDO老型号,输入最高扛到36V,输出电压固定,像PW7550就是5VPW7533对应3.3VPW7530对应3V。最大输出电流100mA,给单片机、传感器、指示灯、智能家居控制板这些小电流场景供电完全够用。
外围只要输入和输出各接一颗1μF电容,封装有SOT23-3SOT89-3两种可选,面积很好控制。
1.2 PW860080V耐压,100mA输出
如果你的输入电压可能冲到48V60V甚至72VPW75XX36V耐压就不够看了,这时候要看PW8600。它是平芯微的80V高压LDO,同样100mA输出,同样保持LDO低噪声、无EMIBOM少的优点。
电动车控制器辅助供电、太阳能充电系统、工业24V/48V总线、汽车电子常开12V3.3V/5V,这些场合PW8600更合适。一句话:稳态输入超过36V,就别再看PW75XX了,直接上PW8600
二、电流大、压差大:必须上DC-DC同步降压
输出电流一旦超过200mA,或者输入输出压差比较大,LDO的发热和效率劣势会很明显,这时候只能切到DC-DC开关降压。平芯微这几颗同步整流降压IC2A3A5A10A以上几个档位都补齐了。
2.1 PW21622A16V耐压、SOT23-6小封装
PW2162是一颗2A同步整流降压芯片,输入范围4.5V~16V,开关频率600kHz,输出从0.6V基准可调,最高效率能到96%。因为内置了同步MOS,不需要额外肖特基二极管,补偿网络也集成在片内,外面只要配电感、输入输出电容和反馈电阻,整体BOM很省。
轻载时PWMPFM自动切换,小电流下也不会拉低效率。SOT23-6封装让它特别适合空间紧张的板子。
常见用法包括12V5V/2A12V3.3V/2A,平板电视、机顶盒、无线路由、笔记本辅助电源、分布式供电都能见到它。
2.2 PW21633A18V耐压、瞬态响应快
PW2163把电流拉到3A,输入耐压提到18V,开关频率500kHz,内置上下管MOS内阻分别是90mΩ和50mΩ。它用了”Instant PWM”快速瞬态架构,负载突变和线路瞬态都能快速跟上,像12V直接降到3.3V这种大压差、负载跳变厉害的场合很合适。
封装同样是SOT23-6,算是中等电流里体积控制得最好的一颗。3A级别又对尺寸敏感,PW2163几乎是首选。
实际应用中,12V5V/3A12V3.3V/3A、机顶盒、便携电视、AP路由、DSL ModemLCD电视、WiFi模组供电都比较常见。
2.3 PW23303A30V耐压、SOP8-EP散热更好
PW2330也是3A输出,但输入耐压做到了30V,比PW216318V宽不少,可以直接接24V系统。开关频率500kHz,内置MOS内阻90mΩ/60mΩ,同样带Instant PWM。保护方面比较全,输出短路有foldback电流回折,过温关断后能自动恢复。
封装是SOP8-EP,底部带散热焊盘,散热能力比SOT23-6强很多。所以虽然它和PW2163都是3A档,但如果输入可能到24V,或者板子温度要求比较严,PW2330会更稳。
常见场景:12V/24V5V/3A24V3.3V/3ALCD监视器、LCD电视、NVR/DVRNAS存储、AP路由、安防设备、笔记本电源等。
2.4 PW22055A30V耐压、SOP8-EP
PW2205定位5A连续输出,峰值能到6A,输入4.5V~30V。内置MOS内阻进一步压低到70mΩ/40mΩ,开关频率500kHz。同样采用Instant PWM,支持输出短路foldback保护和过温自恢复。
如果你需要12V/24V5V/5A12V3.3V/5A,或者给LCD电视主电源、高功率AP路由、存储服务器、工业控制板大电流供电,PW2205是比较常见的选择。它适合3A5A这个负载区间。
2.5 PW23033A、恒压恒流CC/CV130kHz
PW2303是一颗带恒压恒流(CC/CV)功能的同步降压芯片,输入4.5V30V,输出1.8V28V可调,最大3A。开关频率130kHz,效率能做到92%以上,恒流精度±5%。保护功能也比较全,有线电压补偿、过温保护、输出短路保护、输入欠压和过压保护。
它的独特之处在于同时支持稳压和恒流,所以既能当普通降压用,也能做电池充电。车载充电器、适配器、电池充电前端、线性稳压前置降压、分布式供电系统都能用。想一颗料兼顾”稳压供电+电池充电”,PW2303值得看看。
2.6 PW215310A以上、外置MOS8V~150V超宽输入
PW2153是一颗开关降压控制器,不是内置MOS的转换器,输入范围8V150V,最高输入能超过150V。输出4.5V30V可调,通过外接功率MOS可以做到10A以上电流。支持恒压恒流,开关频率140kHz,轻载自动降频提高效率。
电动车控制器供电5V/3A48V/60V/72V电池降压)、工业48V总线降到12V/10A、太阳能组件降压、大功率LED恒流驱动、电池充电器,这些高压大电流场景基本绕不开PW2153。它是”宽输入+大电流+恒流恒压”这条线上的旗舰方案。
三、八颗芯片参数一览
下面这张图把主要参数放在一起,方便横向对比。
四、怎么快速敲定型号?
按照这个思路一步步筛,基本不会选错:
先看输出电流。100mA以内可以走LDO;超过200mA建议直接上DC-DC,省得发热和效率出问题。再看输入电压。≤36V考虑PW75XX;≤80VPW8600;≤16VPW2162;≤18VPW2163;≤30VPW2330PW2205;如果冲到150V,只能看PW2153。然后看电流档位。2APW21623APW2163或者PW23305APW220510A以上非PW2153莫属。封装也要权衡。体积敏感优先SOT23-6,也就是PW2162/PW2163;散热敏感或者电流大,选SOP8-EPPW2330/PW2205
最后问一句:要不要恒流功能?需要CC/CV就选PW2303PW2153

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