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(huì)隨著負(fù)載電流的增加而下降。

在這個(gè)示例電路中也是具有較高輸出電壓的LDO開(kāi)始提供電流。當(dāng)具有較高電壓的LDO的輸出電流流過(guò)鎮(zhèn)流電阻時(shí)，會(huì)引起電壓降，并且當(dāng)其變得與具有較低電壓的LDO電壓相同時(shí)，具有較低電壓的LDO也開(kāi)始提供電流。這樣，利用電阻的電壓降來(lái)平衡輸出電壓，每個(gè)LDO都會(huì)向負(fù)載供應(yīng)電流。輸出電壓的平衡關(guān)系可以通過(guò)以下公式來(lái)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(guān)系可通過(guò)以下公式來(lái)表示：

但是，VOUT1+IOUT2=ILOAD

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

例如，當(dāng)3.3V、1A輸出的LDO1波動(dòng)+1%、LDO2波動(dòng)-1%時(shí)，輸出電壓差將達(dá)到66mV(3.3V的2%)。如果將負(fù)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(lái)供給負(fù)載的。由于LDO1的輸出電壓較高，因此到0.4A的負(fù)載電流中只有LDO1的電流。鎮(zhèn)流電阻帶來(lái)的電壓降在0.4A附近超過(guò)66mV(=0.4A×0.165Ω)，LDO1和LDO2的輸出電壓在VOUT點(diǎn)變?yōu)橄嗤?，因此LDO2的電流開(kāi)始流動(dòng)。在2A時(shí)被分為1.2A和0.8A，與計(jì)算值一致。

本來(lái)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(duì)于最大額定輸出電流為1A的LDO來(lái)說(shuō)，當(dāng)其中一個(gè)達(dá)到1A時(shí)，就達(dá)到了這個(gè)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(qǐng)看下面的負(fù)載調(diào)節(jié)圖表。隨著負(fù)載電流的增加，鎮(zhèn)流電阻帶來(lái)的電壓降也會(huì)增加。電壓降可通過(guò)下列公式來(lái)計(jì)算。實(shí)際的電壓降是在該電壓上加上LDO本身的負(fù)載調(diào)節(jié)電壓。

VDIFF：LDO1和LDO2的輸出電壓差

RBALLAST：鎮(zhèn)流電阻

ILOAD：負(fù)載電流*

* LDO1和LDO2的輸出電流都流過(guò)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(dāng)輸出3.3V、1A的LDO1波動(dòng)+3%、LDO2波動(dòng)-3%時(shí)，輸出電壓差為198mV(3.3V的6%)。如果將負(fù)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(lái)供給負(fù)載的。與前面的示例一樣，在輸出電壓波動(dòng)±1%的情況下，電流的分配與計(jì)算一致。另外，右下圖給出了該條件下的負(fù)載調(diào)節(jié)特性。負(fù)載電流帶來(lái)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(quán)衡關(guān)系，需要平衡每種特性來(lái)決定鎮(zhèn)流電阻的值。由于輸出電流會(huì)流過(guò)鎮(zhèn)流電阻，因此會(huì)產(chǎn)生較大的功率損耗。請(qǐng)確認(rèn)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(shè)備用固定電阻器的使用注意事項(xiàng)指南)中，建議在額定功率的50%以下使用。

審核編輯：湯梓紅