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質問

DC/DCコンバータとLDOレギュレータの違いは?

回答

LDOレギュレータDC/DCコンバータ

DC/DCコンバータ (スイッチングレギュレータ) とLDOレギュレータ (リニアレギュレータ) はともに、入力された直流電流を別の直流電流に変換する回路ですが、制御方法が異なります。

DC/DCコンバータ (スイッチングレギュレータ) はスイッチング素子 (FET等) を出力が必要な時間だけONさせる事で電力を制御します。
LDOレギュレータ (リニアレギュレータ) はスイッチング素子のON抵抗を制御する事で必要な電力を制御します。
この制御方法の違いにより、それぞれ長所・短所があります。

DC/DCコンバータ (スイッチングレギュレータ) の長所は、スイッチング制御により、電力変換効率が優れている点です。出力電流等の使用条件にも依存しますが、最大で95%程度の高い効率が得られます。逆に短所スイッチング制御により、出力電圧にリップル、スイッチングノイズが乗る点です。また、制御自体が複雑なため、構成する部品点数もLDOレギュレータ (リニアレギュレータ) に比べ多くなり、設計の難易度と価格が高くなる傾向があります。

LDOレギュレータ (リニアレギュレータ) の長所は、制御方法がシンプルなため、価格が安く、設計も容易な点です。短所はリニア制御による電力変換効率が低い点です。例えば5Vから3Vに降圧した場合、DC/DCコンバータ (スイッチングレギュレータ) では90%以上の効率が得られますが、LDOレギュレータ (リニアレギュレータ) では60%しか得られません。また、入出力電位差が大きく、かつ出力電流が多い場合は、熱の問題も発生します。

両者の長所・短所をまとめた表が下表です。
下表の長所・短所を理解した上で、目的 (効率・コスト等) に合わせた使い分けが必要になります。

  DC/DCコンバータ (スイッチングレギュレータ) LDOレギュレータ (リニアレギュレータ)
効率 高い 低い
価格 高い 低い
ノイズ あり
設計 難しい 簡単
部品点数 多い 少ない
負荷電流
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