DC-DC｜應用篇

總結

2021.01.20

本文是“LDO線性穩壓器的並聯”系列文章的最後一篇。在該系列文章中，介紹了透過並聯LDO線性穩壓器增加電源電路的輸出電流、並避免超過每個LDO線性穩壓器額定損耗的方法。

如在“什麼是LDO線性穩壓器的並聯”一文中所述，LDO線性穩壓器的並聯是一種很早以前就有的方法，從理論上講，在理想的情況下，比如將兩個1A的LDO線性穩壓器並聯，可以獲得2A（翻倍），從分擔損耗的角度看，兩個並聯可以使每個LDO線性穩壓器的損耗減半。

但是，如果只是將LDO的輸出之間直接連接，由於LDO間存在輸出電壓差，所以並不會分配負載（輸出）電流。通常，LDO輸出電壓的容差為標稱電壓的±幾個百分比，而實際上，讓並聯的LDO實現相同的輸出電壓並不現實，因此，在並聯LDO時，需要在電路設計上下功夫，以使並聯LDO能夠分配輸出電流。

我們介紹了使之分配輸出電流的兩種並聯方法，一種是使用二極體的方法，一種是使用鎮流電阻的方法。這兩種方法都是透過緩和並聯LDO間的輸出電壓差來實現輸出電流分配的，但是都存在優缺點。另外，在具體應用之前，需要認識到有些時候很難完全按照理論實現“翻倍、減半”，有時不得不接受這種電源特性（例如輸出電壓精度和負載調節）而採用折衷方案。

下面總結了每種並聯方法的電路、原理公式和關鍵要點。

使用二極體進行並聯 使用鎮流電阻進行並聯
輸出電壓的平衡關係

VOUT1-V(F1(IOUT1))=VOUT2-V(F(IOUT2))

VOUT1：LDO1的輸出電壓
VOUT2：LDO2的輸出電壓
VF1（IOUT1）：IOUT1時的D1的VF
VF2（IOUT2）：IOUT2時的D2的F

VOUT1-IOUT1×RBALLAST=VOUT2-IOUT2×RBALLAST

VOUT1：LDO1的輸出電壓
VOUT2：LDO2的輸出電壓
IOUT1：LDO1的輸出電流
IOUT2：LDO2的輸出電流
RBALLAST：鎮流電阻
關鍵要點
  • ・在使用二極體進行並聯LDO線性穩壓器的方法中，由於輸出路徑中有二極體，因此輸出電壓會下降二極體VF的量，因此需要採取在LDO線性穩壓器的輸出電壓設定中添加VF部分等相應的對策。
  • ・每個二極管的VF存在個體差異，而且還會因負載電流和溫度而異，因此，無法期待精確的輸出電壓精度（負載調節）。
  • ・儘管使用二極體可以緩和輸出電壓差的問題，但無論如何，由於兩個LDO線性穩壓器的輸出電壓存在壓差，各LDO線性穩壓器的輸出電流分配還是具有很大波動。
  • ・使用鎮流電阻並聯的方法中，輸出電流可按計算公式求出的值分配。
  • ・由於LDO線性穩壓器的輸出電流會流過鎮流電阻，因此在負載點會產生電壓降，電阻中會產生功率損耗。
  • ・各LDO線性穩壓器的輸出電壓差、輸出電流的分配、輸出電壓降之間存在矛盾權衡關係，需要在平衡各種特性的基礎上決定鎮流電阻的值。

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