【硬件-笔试面试题-89】硬件/电子工程师，笔试面试题（知识点：线性稳压电源LDO的效率计算）
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【硬件-笔试面试题-89】硬件/电子工程师，笔试面试题（知识点：线性稳压电源LDO的效率计算）
1、题目
线性稳压电源LDO的效率计算
2、知识点
LDO（低压差线性稳压器）的效率计算公式为：效率（η）= 输出功率（P_out）÷ 输入功率（P_in）× 100%，核心是衡量其线性降压过程中的电能利用效率，因存在压差损耗，效率通常低于 DCDC 转换器。
关键参数与简化计算
- 输出功率（P_out）：供给负载的功率，公式为 P_out = 输出电压（V_out）× 输出电流（I_out）。
- 输入功率（P_in）：从输入电源吸收的功率，公式为 P_in = 输入电压（V_in）× 输入电流（I_in）。
由于 LDO 的输入电流与输出电流近似相等（忽略自身静态电流 Iq，轻载时需考虑），效率可简化为：η ≈ (V_out ÷ V_in) × 100%，即效率主要由输入与输出的电压比决定，压差（V_in - V_out）越大，效率越低。
具体计算示例
假设某 LDO 用于给传感器供电，测试参数如下：
- 已知参数：输入电压（V_in）= 12V，输出电压（V_out）= 3.3V，输出电流（I_out）= 0.5A，静态电流（Iq）= 1mA（可忽略）。
- 计算输出功率：P_out = 3.3V × 0.5A = 1.65W。
- 计算输入功率：因 I_in ≈ I_out，P_in ≈ 12V × 0.5A = 6W。
- 计算效率：η = (1.65W ÷ 6W) × 100% = 27.5%，或用简化公式：η ≈ (3.3V ÷ 12V) × 100% = 27.5%。
核心特点与注意事项
- 效率依赖压差：当输入电压（V_in）接近输出电压（V_out）时（即低压差），效率较高；若压差大（如 12V 转 3.3V），大部分电能会以发热形式损耗，效率极低。
- 静态电流影响：轻载时（如 I_out 远小于 Iq），需计入静态电流，此时 I_in = I_out + Iq，否则会导致效率计算偏差（例：I_out=10mA、Iq=1mA 时，I_in=11mA，需用实际 I_in 计算）。
- 典型应用场景：LDO 适合输入输出压差小、对纹波要求高（输出纹波极低）、追求电路简单的场景（如射频模块、传感器供电），不适合大压差、大电流的高压降压场景。
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