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2020.10.21 DC/DC

总结

LDO线性稳压器的并联

本文是“LDO线性稳压器的并联”系列文章的最后一篇。在该系列文章中,介绍了通过并联LDO线性稳压器增加电源电路的输出电流、并避免超过每个LDO线性稳压器容许损耗的方法。

如在“什么是LDO线性稳压器的并联”一文中所述,LDO线性稳压器的并联是一种很早以前就有的方法,从理论上讲,在理想的情况下,比如将两个1A的LDO线性稳压器并联,可以获得2A(翻倍),从分担损耗的角度看,两个并联可以使每个LDO线性稳压器的损耗减半。

但是,如果只是将LDO的输出之间直接连接,由于LDO间存在输出电压差,所以并不会分配负载(输出)电流。通常,LDO输出电压的容差为标称电压的±几个百分比,而实际上,让并联的LDO实现相同的输出电压并不现实,因此,在并联LDO时,需要在电路设计上下功夫,以使并联LDO能够分配输出电流。

我们介绍了使之分配输出电流的两种并联方法,一种是使用二极管的方法,一种是使用镇流电阻的方法。这两种方法都是通过缓和并联LDO间的输出电压差来实现输出电流分配的,但是都存在优缺点。另外,在具体应用之前,需要认识到有些时候很难完全按照理论实现“翻倍、减半”,有时不得不接受这种电源特性(例如输出电压精度和负载调节)而采用折衷方案。

下面总结了每种并联方法的电路、原理公式和关键要点。

使用二极管进行并联 使用镇流电阻进行并联
输出电压的平衡关系

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

VOUT1:LDO1的输出电压
VOUT2:LDO2的输出电压
VF1(IOUT1):IOUT1时的D1的VF
VF2(IOUT2):IOUT2时的D2的VF

VOUT1-IOUT1×RBALLAST=VOUT2-IOUT2×RBALLAST

VOUT1:LDO1的输出电压
VOUT2:LDO2的输出电压
IOUT1:LDO1的输出电流
IOUT2:LDO2的输出电压
RBALLAST:镇流电阻

关键要点
  • ・在使用二极管进行并联LDO线性稳压器的方法中,由于输出路径中有二极管,因此输出电压会下降二极管VF的量,因此需要采取在LDO线性稳压器的输出电压设置中添加VF部分等相应的对策。
  • ・每个二极管的VF存在个体差异,而且还会因负载电流和温度而异,因此,无法期待精确的输出电压精度(负载调节)。
  • ・尽管使用二极管可以缓和输出电压差的问题,但无论如何,由于两个LDO线性稳压器的输出电压存在压差,各LDO线性稳压器的输出电流分配还是具有很大波动。
  • ・使用镇流电阻并联的方法中,输出电流可按计算公式求出的值分配。
  • ・由于LDO线性稳压器的输出电流会流过镇流电阻,因此在负载点会产生电压降,电阻中会产生功率损耗。
  • ・各LDO线性稳压器的输出电压差、输出电流的分配、输出电压降之间存在矛盾权衡关系,需要在平衡各种特性的基础上决定镇流电阻的值。