1、不能簡單并聯(lián)（無法電流均衡）

?文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-421520.html

?

兩個LDO的內(nèi)部的帶隙基準(zhǔn)源(參考電壓)，F(xiàn)ET的特性，以及誤差放大器的噪聲不同(如失調(diào)電壓)，實(shí)際LDO輸出的目標(biāo)電壓依舊是有差異的。

這就導(dǎo)致了，LDO-High的目標(biāo)輸出電壓高一些(5V)，相反LDO-Low的目標(biāo)輸出電壓低一些(4.9V)，這時輸出電壓最終會被拉高到LDO-High的輸出電壓5V，因?yàn)榧偃巛敵鲈?.9V，這時LDO-High內(nèi)部的反饋控制網(wǎng)絡(luò)會繼續(xù)降低FET的內(nèi)阻，從而拉高輸出電壓。

在5V的輸出電壓下，LDO-Low的反饋網(wǎng)絡(luò)檢測到輸出電壓超過目標(biāo)值，即FB的電壓超過了內(nèi)部的基準(zhǔn)源，那么LDO-Low會增加內(nèi)部FET的電阻，試圖去降低輸出電壓，然而無論LDO-Low如何增加內(nèi)阻，輸出電壓都會被LDO-High鎖定在5V。最終在反饋控制網(wǎng)絡(luò)的作用下，LDO-Low內(nèi)部的FET幾乎被關(guān)閉，故所有負(fù)載電流全部由LDO-High來承擔(dān)。從而導(dǎo)致LDO并聯(lián)時負(fù)載電流不會自動均攤，而是全部由其中一個LDO來承擔(dān)，導(dǎo)致LDO過熱或者限流。

2、如何并聯(lián)

2.1、二極管

首先來看通過二極管并聯(lián)LDO的電路圖。采用二極管并聯(lián)LDO連接方法，由于輸出路徑中有二極管，因此輸出電壓僅下降二極管正向電壓（以下簡稱“VF”）的量。所以，要想得到預(yù)期的輸出電壓，需要采取諸如將二極管VF添加到LDO的輸出電壓設(shè)置值中等措施。另外，每個二極管的VF會有個體波動，而且還會因負(fù)載電流和溫度而異，因此，無法期待精確的輸出電壓精度。

通過二極管連接兩個LDO輸出時的電路

如上一篇文章所述，這個電路也是由輸出電壓高的LDO供給電流，但由于流過的電流因二極管的VF而異，因此可以在一定程度上吸收兩個LDO之間的電壓差。輸出電壓的平衡關(guān)系可以通過以下公式來表示：

VOUT1－VF1（IOUT1）＝VOUT2－VF2（IOUT2）

VOUT1：LDO1的輸出電壓
VOUT2：LDO2的輸出電壓
VVF1（IOUT1）：IOUT1的D1的VF
VF2（IOUT2）：IOUT2的D2的VF

例如，從右圖中可以看出使用3.3V、1A輸出的LDO，且LDO1的輸出電壓比LDO2高1%時，各LDO供給負(fù)載的輸出電流是如何分配的。

在負(fù)載電流為1A的節(jié)點(diǎn)，即使LDO的輸出電壓差僅為1%，但電流分配卻有很大差異：LDO1為0.64A，LDO2為0.36A。

接下來，右圖中給出了兩個LDO間的輸出電壓差對輸出電流的影響。

右圖表示LDO1比LDO2的輸出電壓高時各LDO的輸出電流之比。當(dāng)兩個LDO的輸出電壓完全相同時，輸出電流的比率為50%（平均分配輸出電流），但隨著輸出電壓差的增加，電流比率的差也會隨之增加。例如假設(shè)LDO1的輸出電壓波動＋1%、LDO2的輸出電壓波動－1%，則LDO1的電流輸出為77%、LDO2的電流輸出為23%，電流分配很不平衡。

從下圖中可以看出當(dāng)使用最大推薦輸出電流值為1A的LDO時，LDO間的輸出電壓差對LDO并聯(lián)電路的輸出電流的影響。

如果LDO之間完全沒有電壓差，則兩個LDO的輸出電流相等，因此可以輸出2A（1A+1A）的電流。但隨著LDO輸出電壓差的增加，能夠輸出的電流值越來越小。在LDO1的輸出電壓波動＋1%、LDO2的輸出電壓波動－1%的條件下，使用最大推薦輸出電流值為1A的LDO時，當(dāng)兩個LDO中的一個達(dá)到1A時該LDO將達(dá)到最大輸出狀態(tài)，因此相對于2A的輸出電流能力，最多只能輸出1.37A的電流。

最后請看負(fù)載調(diào)節(jié)圖表。與LDO輸出相比，輸出電壓下降了二極管VF的量，并且二極管VF隨負(fù)載電流的增加而增加，因此輸出電壓進(jìn)一步降低。除了各LDO本來就有的負(fù)載調(diào)節(jié)器之外，二極管VF的影響也很大，而且輸出電壓的變化也很大，因此，如前所述，負(fù)載調(diào)節(jié)器并不理想。

2.2、鎮(zhèn)流電阻

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(fù)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(dāng)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(dāng)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(fù)載供應(yīng)電流。輸出電壓的平衡關(guān)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(guān)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(dāng)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(dāng)LDO間的輸出電壓差較大時，RBALLAST也會增加。另外，負(fù)載點(diǎn)處的電壓降會隨著電阻值的增加而增加。

例如，當(dāng)3.3V、1A輸出的LDO1波動＋1%、LDO2波動－1%時，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(diǎn)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(dāng)其中一個達(dá)到1A時，就達(dá)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(fù)載調(diào)節(jié)圖表。隨著負(fù)載電流的增加，鎮(zhèn)流電阻帶來的電壓降也會增加。電壓降可通過下列公式來計算。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＋3%、LDO2波動－3%時，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供給負(fù)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(fù)載調(diào)節(jié)特性。負(fù)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(quán)衡關(guān)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(chǎn)生較大的功率損耗。請確認(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指南）中，建議在額定功率的50%以下使用。

2.3、環(huán)路控制

?

到了這里，關(guān)于LDO系列--LDO并聯(lián)擴(kuò)容的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！