Nordic在52SDK&NCS开启与关闭DCDC以及nRF54L15的DCDC和LDO区别

DCDC和LDO的区别

在Nordic芯片内部有两种供电方式，一种是DCDC，另外一种是LDO，那么这两种有什么优缺点？

DCDC模式：

优点

• 高效率：DC - DC 转换器通过开关动作来转换电压，在转换过程中，开关管工作在饱和区和截止区，导通电阻小，关断时漏电流小，因此能量损耗较小，尤其是在高负载电流的时候

• 功耗低：由于其高效率的转换效率，所以他可以显著降低射频启动来的峰值功耗，下面有一个功耗评估表

缺点

• 元器件复杂：需要芯片外围电感，增加板子体积和成本

• 输出纹波较大：由于 DC - DC 转换器是通过开关动作来实现电压转换的，其输出电压会存在一定的纹波。虽然可以通过增加滤波电路来减小纹波，但相比 LDO，其输出电压的稳定性仍然相对较差。在一些对电源噪声敏感的电路中，可能需要额外的措施来抑制纹波

LDO模式

优点

输出电压稳定性高：LDO 在工作时，调整管处于线性放大状态，能够对输出电压进行精细的调节，输出纹波较小，电压稳定性高。这对于一些对电源精度要求较高的电路，如 Nordic 芯片中的模拟电路、高精度传感器等

缺点

功耗高：LDO 的工作原理决定了其效率相对较低。在工作过程中，调整管会消耗一定的功率，尤其是在输入输出电压差较大时，功率损耗更为明显。这是因为调整管需要通过自身的压降来稳定输出电压，多余的能量会以热能的形式消耗掉。因此，LDO 在大功率应用或电池供电的设备中，可能会导致电池续航时间缩短

数据对比（这里以nRF52840为例）

• 数据来源①：nRF52840 Product Specification PS1.11（数据手册）

• 数据来源②：Nordic的官方BLE显示功率评估器

https://devzone.nordicsemi.com/power/w/opp/2/online-power-profiler-for-bluetooth-le

如下图所示，在相同芯片，输入电压，发射功率以及相同的广播模式和广播间隔情况下，DCDC模式比LDO模式低了接近一倍，主要是降低了射频开启的峰值电流

没开DCDC功耗：

开了DCDC的功耗：

如何开启DCDC

1 、硬件需要满足，以nRF52840为例

DCDC的外围电路是有如图红框的外围电路的，而LDO是没有的，也就是L2和L3两个元器件需要两个电感，同时AB2引脚（DCCH）需要和VDD连接（PCBlayout的使用建议两个元器件垂直摆放）：

2、在nRF52_SDK中使能

1、寄存器办法：

在main函数开始调用这个

NRF_POWER->DCDCEN = 1;

2、使用函数

在main函数的ble_stack_init()函数后面添加这句代码：

sd_power_dcdc_mode_set(NRF_POWNER_DCDC_ENABLE);

3、如何在NCS中使能

ncs里面，默认是开启DCDC模式的，所以有些客户，板子烧录程序后跑不起来也可能是硬件没有DCDC电路问题

这里要分两个情况

ncs2.7.0之前 需要使用如下宏关闭DCDC

CONFIG_BOARD_ENABLE_DCDC=n

在ncs2.8.0之后，需要在overlay设备树里面设置

&vregmain {
regulator-initial-mode = <NRF5X_REG_MODE_LDO>;
};

或者下面这个
&reg1 {
regulator-initial-mode = <NRF5X_REG_MODE_LDO>;
};

nRF54L15关于DCDC问题

nRF54L15芯片在数据手册的参考设计是没有LDO模式的，而且Nordic的在线功耗分析仪也不支持LDO模式评估，那么实际nRF54L15是否支持LDO呢？

https://devzone.nordicsemi.com/power/w/opp/2/online-power-profiler-for-bluetooth-le

如下是我使用PPK测试NCS2.9.0的periphreal_uart例程，将所有外设关闭，使用PPKⅡ测量nRF54L15在两种模式下的功耗

经过我本人测试，nRF54L15也是支持LDO的，使用nRF54L15DK关闭DCDC，蓝牙可以正常广播连接，同时如下是两个模式的功耗：

使用如下文件配置关闭和打开DCDC模式

&vregmain {
regulator-initial-mode = <NRF5X_REG_MODE_LDO>;
};

nRF54L15LDO模式功耗

可以看到，峰值功耗是8.35mA,接下来换成DCDC模式

nRF54L15 DCDC模式功耗

可以看到，DCDC模式功耗大概只有3mA左右，提升是很大的

疑问

如果使用LDO模式那么L1这个电感是否可以去掉呢？我猜测是可以的，这个我得后续用nRF54L15的板子测试，后续测试完成再更新（DK舍不得碰）

最后一如既往的到了臭不要脸环节，作为一名精通Nordic硬件设计和软件开发的FAE，你的点赞、收藏和评论是对我最大的支持，有问题多多指教，如果有需要Nordic开发板、Nordic的芯片以及Nordic技术支持的可以在个人资料联系我，感谢读者支持！