DCDC是我们最常用的一种电源电路，那我们什么情况下只能使用DCDC而不能用LDO和charge pump呢？

一、开关电源的类型

首先我们来看一下开关电源的分类

1. 线性稳压器，所谓线性稳压器，也就是我们俗话说的LDO，一般有这么两种特点：

• 传输元件工作在线性区，它没有开关的跳变；

• 仅限于降压转换，很少会看到升压的应用。

2. 开关稳压器（DCDC）

• 传输器件开关(场效应管)，在每个周期完全接通和完全切断的状态；

• 里面至少包括一个电能储能的元件，如：电感器或者电容器；

• 多种拓扑（降压、升压、降压-升压等）

3. 充电泵（charge pump），一般在一些小电流的应用

• 传输器件开关(如：场效应管、三极管)，有些完全导通，而有些则工作在线性区；

• 在电能转换或者储能的过程中，仅限使用了电容器，如一些倍压电路。

二、有些情况为什么要使用开关稳压器？为什么不用LDO 和充电泵？

我们知道，所有的能量都不会凭空消失，损耗的能量最终会以热的形式传递出去，这样，工程师在设计中就会产生很大的挑战，比如说，损耗最终以热的形式传递，那么电路中就需要增加更大的散热片，结果电源的体积就变大了，而且整机的效率也很低。如果在开关模式的开关电源，不仅可以提高效率，还可以降低了热管理的设计难度。

我们可以举一个例子来对比线性电源和开关电源的效率和体积：

从它们的效率来看，一个12V 输入，3.3V/2A 输出的电源，如果用线性稳压器来实现的话，它输出效率只有28%，而用开关电源来做的话，它的输出效率能达到90%以上。所以线性电源在高输入电压，低输出电压的情况下的效率是非常的低，它只适用于一些输入和输出的压差比较低的场合。像这些情况下使用开关电源的优势是显而易见的。线性稳压器的损耗为17.4W，开关稳压器的损耗只有0.73W，这些损耗最终会以热量的形式传递出去，器件的工作温度=器件温升+环境温度，温升=热阻 × 损耗的情况下：假如器件的热阻θ=35℃/W来计算，LDO 的温升=35℃ × 17.4W=609℃，开关稳压器温升=35℃ × 0.73W=25.55℃。可见，开关稳压器可以工作在60~70℃的环境温度也是没问题的，而LDO 在这种情况下，发热非常严重，必须得降低它的热阻，而热阻的大小就取决于散热面积，散热面积越大，热阻就越小，所以LDO 需要很大的散热面积(如下图)，来减少它的热阻以获得较低的温升。

下图为线性电源和开关电源体积的比较

上图红色标注地方分别是一个2.5W的LDO 和一个6W 的开关电源，两者功率相差2.4倍，但开关电源的面积仅是LDO 的1/4 不到，也就是说开关电源的损耗大大减少了，能够承受更高的热阻，减少散热的面积。

再次强调一遍，如果说输入与输出之间压差较低的情况下，可以使用LDO，但压差较大的情况下，建议使用开关电源。当然，开关电源也有它的劣势，它的输出会有噪声、振铃、跳变，而LDO 则不会。某些场合的负载对电源的电压是很敏感的话，可以在开关电源后面载加一级LDO。例如我们要把5V 转为1.2V ， 如果直接有LDO 的话，效率可能只有20%，但我们可以把5V 用开关电源变为1.5V，再用LDO 把1.5V 转为1.2V，这样，效率就会高，是一个比较优化的设计。