輕松并聯(lián)線性穩(wěn)壓器

線性穩(wěn)壓器為 DC-DC 穩(wěn)壓提供了一種簡單、低噪聲的解決方案。但是，在更高的 V在-V外差分 線性穩(wěn)壓器的低效率和高功率耗散限制了實(shí)際可以提供的輸出電流量。并聯(lián)連接多個線性穩(wěn)壓器可將負(fù)載（和熱量）分散到多個IC上，從而增加解決方案可以提供的輸出電流的有用范圍。然而，并聯(lián)線性穩(wěn)壓器并不總是那么簡單。

基于并聯(lián)基準(zhǔn)電壓源的線性穩(wěn)壓器

傳統(tǒng)上，線性穩(wěn)壓器的均流并聯(lián)并不簡單。兩個基于基準(zhǔn)電壓的線性穩(wěn)壓器設(shè)置為相同的輸出電壓，并且輸出連接在一起，不會平均分配電流。LDO的輸出電壓由基準(zhǔn)電壓乘以基于反饋電阻的增益因數(shù)決定。由于基準(zhǔn)電壓源和反饋電阻的容差誤差，輸出電壓將不匹配。由于輸出不匹配，LDO 不會共享電流;一個LDO將提供大部分電流，直到達(dá)到電流限制、熱限制或其輸出下降到足夠低，以使另一個LDO開始補(bǔ)充其電流。這三種情況帶來了電路操作挑戰(zhàn)，并可能帶來可靠性問題，導(dǎo)致過應(yīng)力LDO可能過早失效。

讓我們看一下 LT1763-3.3，這是一款廣受歡迎的 3.3V 輸出、500mA 堅固型 PNP 線性穩(wěn)壓器，其工作電壓范圍為 1.8V 至 20V。它在室溫下的最大輸出電壓誤差為 1%，在整個溫度范圍內(nèi)具有 2.5% 的最大輸出電壓誤差。

LT1763-3.3 典型應(yīng)用電路

在滿負(fù)載和過溫度條件下，LT1763 的輸出電壓范圍為 3.22V 至 3.38V （這是一個 16mV 的范圍）。并聯(lián)器件時，如果一個LDO輸出處于上限值，另一個處于下限值，則并聯(lián)LDO將不會共享電流;輸出電壓較高的一個在整個負(fù)載電流范圍內(nèi)占主導(dǎo)地位。

為了提高均流能力，可以在每個穩(wěn)壓器的輸出端添加相同的平衡電阻，如下圖所示，但為了緊密匹配（即大約90%），電阻值需要相當(dāng)大，以便穩(wěn)壓器輸出電壓的差異可以通過輸出電流的微小變化來抵消。

例如，當(dāng)并聯(lián)兩個3.3V輸出、容差為3%的1A LDO時，最壞情況的輸出電壓情況是當(dāng)一個LDO 具有3.4V輸出，另一個為3.2V時。使用2Ω平衡電阻時，只需通過LDO #1的平衡電阻額外提供100mA的輸出電流即可平衡兩個電壓（較高電壓輸出LDO提供更多電流）。一旦它提供額外的100mA電流，平衡電阻兩端的額外壓降就會使兩個輸出電壓匹配，并且LDO將共享電流。這提供了緊密的均流（在最大負(fù)載電流下僅相差 10%）。然而，電流平衡電阻兩端的壓降在滿載時太大（1.1A* 2Ω = 2.2V壓降）。

平衡電阻在輸出端產(chǎn)生較大的壓降

可以在輸入或輸出端（如果放大器具有此功能，則在限流引腳上）添加電流檢測電路（電流檢測電阻和放大器），以平衡電流并保持適當(dāng)?shù)妮敵鲭妷?，但外部電路會增加成本并需要額外的電路板空間。

測量LDO輸入電流以平衡負(fù)載電流

另一種方法是使用具有可調(diào)電流限值的 LDO，如下面的 LT3065 示例所示（LT3065 是一個 1.8V 至 45V 輸入、500mA 輸出、25μV有效值線性穩(wěn)壓器，具有可編程的 10% 精度精密電流限值）。反饋環(huán)路用于通過調(diào)節(jié)其中一個放大器的輸出電壓來匹配兩個電流限值。與前面的示例一樣，工作需要一個外部放大器和電流設(shè)置電阻。

使用 LDO 電流限制來平衡共享電流

基于并聯(lián)電流源的基準(zhǔn)線性穩(wěn)壓器

LT3081 是一款線性穩(wěn)壓器，它以一種非常簡單、獨(dú)特的方式解決了這一問題。LT?3081 是一款 1.5A 輸出 LDO，它是具有一個電流源基準(zhǔn)的獨(dú)特正負(fù)線性穩(wěn)壓器系列的一部分。這些器件易于并聯(lián)，并且可以很好地共享電流。它們正輸出穩(wěn)壓器的輸入電壓范圍高達(dá) 40V，并提供 0.2A 至 3A 的輸出電流。

LT3081 的簡化示意圖如下所示。LT3081 沒有采用電壓基準(zhǔn)，而是使用了一個基于電流源的基準(zhǔn)。該電流通過一個外部RSET電阻器驅(qū)動，以設(shè)置基準(zhǔn)電壓值。根據(jù)所選的電阻，參考值可設(shè)置為零伏;無需額外的反饋電阻。

LT3081 框圖

另一個關(guān)鍵是SET引腳電流的緊密分布，如下所示。這導(dǎo)致最大失調(diào)電壓規(guī)格非常低±1.5mV，低于V。設(shè)置在室溫下引腳連接到輸出引腳。

LT3081 緊密的設(shè)定引腳電流和由此產(chǎn)生的低失調(diào)分布

通過將多個 LT3081 并聯(lián)在一起可獲得更高的輸出電流。將各個 SET 引腳綁在一起，并將各個 IN 引腳綁在一起。使用小塊PC走線作為鎮(zhèn)流電阻器連接輸出，以促進(jìn)相等的均流。PC 走線電阻（以毫歐/英寸為單位）如表 1 所示。鎮(zhèn)流只需要PCB上的微小區(qū)域。

所需的 PCB 走線電阻最小

最差情況下的室溫失調(diào)（SET引腳和OUT引腳之間僅為±1.5mV）允許使用非常小的鎮(zhèn)流電阻。如下圖所示，每個 LT3081 使用一個小的 10mΩ 鎮(zhèn)流電阻器，該電阻器在全輸出電流下提供了優(yōu)于 80% 的均流。10mΩ 的外部電阻 （兩個并聯(lián)器件為 5mΩ） 在 3A 輸出時僅增加約 15mV 的輸出調(diào)節(jié)壓降。即使輸出電壓低至1V，也只能使穩(wěn)壓電壓增加1.5%。當(dāng)然，并聯(lián)兩個以上的 LT3081 會產(chǎn)生更高的輸出電流。將設(shè)備散布在 PC 板上也會傳播熱量。如果輸入至輸出電壓差較大，串聯(lián)輸入電阻會進(jìn)一步分散熱量。

并聯(lián) LT3081

為方便起見，1.1A LT3080 提供集成鎮(zhèn)流電阻器的 LT3080-1 版本。凌力爾特的電流檢測放大器系列在器件之間提供了大量其他有用的功能，包括輸出電流監(jiān)控、芯片結(jié)溫監(jiān)控、關(guān)斷、反向電流和反向電池保護(hù)等。所有器件都解決了與過去并聯(lián)LDO問題相關(guān)的問題。

審核編輯：郭婷