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2021.01.20 DC/DC

總結

LDO線性穩壓器的並聯

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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