LDO線性穩(wěn)壓器的并聯(lián)-使用鎮(zhèn)流電阻并聯(lián)LDO

上一篇文章中介紹了LDO兩種并聯(lián)方法之一：使用二極管并聯(lián)LDO的方法。本文將介紹另一種方法：使用鎮(zhèn)流電阻并聯(lián)LDO的方法。

使用鎮(zhèn)流電阻并聯(lián)LDO

使用電阻并聯(lián)LDO的示例如下。由于輸出路徑中具有串聯(lián)的電阻，因此輸出電壓會隨著負載電流的增加而下降。

在這個示例電路中也是具有較高輸出電壓的LDO開始提供電流。當具有較高電壓的LDO的輸出電流流過鎮(zhèn)流電阻時，會引起電壓降，并且當其變得與具有較低電壓的LDO電壓相同時，具有較低電壓的LDO也開始提供電流。這樣，利用電阻的電壓降來平衡輸出電壓，每個LDO都會向負載供應電流。輸出電壓的平衡關系可以通過以下公式來表示：

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的輸出電壓

RBALLAST：鎮(zhèn)流電阻

鎮(zhèn)流電阻、分流至VOUT1和IOUT2的電流、LDO間的電壓差之間的關系可通過以下公式來表示：

但是，VOUT1+IOUT2=ILOAD

從這個公式可以看出，當試圖改善VOUT1和IOUT2之間的電流平衡時，鎮(zhèn)流電阻RBALLAST的電阻值就會增加，并且當LDO間的輸出電壓差較大時，RBALLAST也會增加。另外，負載點處的電壓降會隨著電阻值的增加而增加。

例如，當3.3V、1A輸出的LDO1波動+1%、LDO2波動-1%時，輸出電壓差將達到66mV(3.3V的2%)。如果將負載電流2A分為1.2A和0.8A，則根據(jù)上述公式，鎮(zhèn)流電阻為0.165Ω。

從右圖中可以看出各LDO的輸出電流是怎樣分配來供給負載的。由于LDO1的輸出電壓較高，因此到0.4A的負載電流中只有LDO1的電流。鎮(zhèn)流電阻帶來的電壓降在0.4A附近超過66mV(=0.4A×0.165Ω)，LDO1和LDO2的輸出電壓在VOUT點變?yōu)橄嗤?，因此LDO2的電流開始流動。在2A時被分為1.2A和0.8A，與計算值一致。

本來并聯(lián)兩枚輸出為1A的LDO是希望獲得2A的輸出電流，但是對于最大額定輸出電流為1A的LDO來說，當其中一個達到1A時，就達到了這個系統(tǒng)的最大輸出電流，因此如圖所示，可供給的最大輸出電流變?yōu)?.6A。

請看下面的負載調節(jié)圖表。隨著負載電流的增加，鎮(zhèn)流電阻帶來的電壓降也會增加。電壓降可通過下列公式來計算。實際的電壓降是在該電壓上加上LDO本身的負載調節(jié)電壓。

VDIFF：LDO1和LDO2的輸出電壓差

RBALLAST：鎮(zhèn)流電阻

ILOAD：負載電流*

* LDO1和LDO2的輸出電流都流過的區(qū)域。

在下面的LDO示例中，輸出電壓容差為±3%(包括溫度特性)。當輸出3.3V、1A的LDO1波動+3%、LDO2波動-3%時，輸出電壓差為198mV(3.3V的6%)。如果將負載電流2A分為1.2A和0.8A，則鎮(zhèn)流電阻為0.495Ω。

從左下方的圖中可以看出各LDO的輸出電流是怎樣分配來供給負載的。與前面的示例一樣，在輸出電壓波動±1%的情況下，電流的分配與計算一致。另外，右下圖給出了該條件下的負載調節(jié)特性。負載電流帶來的電壓降隨著鎮(zhèn)流電阻值的增加而增加。

如前所述，各LDO的輸出電壓差、輸出電流分配、輸出電壓降之間存在矛盾權衡關系，需要平衡每種特性來決定鎮(zhèn)流電阻的值。由于輸出電流會流過鎮(zhèn)流電阻，因此會產生較大的功率損耗。請確認所使用的電阻器的額定功率是符合規(guī)格要求的。在JEITA(RCR-2121A/B電子設備用固定電阻器的使用注意事項指南)中，建議在額定功率的50%以下使用。

審核編輯：湯梓紅