Линейные стабилизаторы с малым падение напряжения (LDO) в настоящее время являются наиболее популярным видом линейных стабилизаторов. Они имеют простую конструкцию и обладают многочисленными преимуществами в отношении количества компонентов, размера и стоимости, поэтому даже с появлением в последние годы импульсных стабилизаторов они представляют собой микросхемы питания, которые широко используются в различных приложениях.
Допустимое рассеивание линейных стабилизаторов LDO (далее LDO) обычно составляет не более нескольких ватт. Например, LDO с входным напряжением 5 В и выходным напряжением 3,3 В имеет выходной ток около 1 А, для выходных напряжений, превышающих это значение, в последние годы наблюдается тенденция выбора импульсного стабилизатора. Однако существуют методы, в которых LDO можно продолжать использовать, увеличивая при этом выходной ток и избегая потерь, превышающих допустимое рассеивание. Один из таких методов предполагает параллельное подключение LDO.
Как метод, параллельное соединение LDO довольно стар. В принципе и в идеале, когда, например, два LDO на 1 А соединены параллельно, получается вдвое больший ток или 2 А, а с точки зрения распределения потерь при параллельном подключении двух устройств потери в каждом вдвое меньше. Однако, если выходы LDO просто подключить напрямую, ожидаемого сложения выходных токов и уменьшения вдвое потерь не произойдет.
Далее представлен пример схемы, в которой выходы соединены напрямую параллельно, вместе с примером графика, показывающим выходные токи для токов нагрузки каждого LDO. Здесь два LDO, рассчитанные на Uвх = 5 В, Uвых = 3,3 В и Iвых = 1 А, соединены параллельно. В принципе, для заданного тока нагрузки Iнагр, Iвых каждого из LDO должен быть равен 1/2Iнагр, но, как показывает график, в этом примере почти весь ток нагрузки обеспечивается LDO1, и почти ничего не поступает от LDO2. В результате в этой схеме LDO1 достигает своей мощности питания IOUT 1 А, так что даже при параллельном подключении двух устройств больший Iвых не может быть выдан.
Это вызвано разницей в выходных напряжениях LDO, включенных параллельно. Даже когда LDO имеют одинаковое номинальное значение выходного напряжения, в действительности выходное напряжение может варьироваться в пределах гарантированного диапазона значений. В этом примере Uвых1, который является выходом LDO1, составляет 3,3165 В, а Vвых2 для LDO2 составляет 3,3000 В, что дает разницу 0,0165 В = 0,5%.
Когда подключены линии с разными значениями напряжения, ток будет течь от линии с более высоким значением напряжения. Точно так же, когда выходы LDO с разными выходными значениями подключены напрямую, ток будет подаваться от LDO с более высоким выходным напряжением. В этом примере LDO1 обеспечивает выходной ток, как показано на графике. В общем, допустимая разница в выходных напряжениях LDO должна находиться в пределах плюс/минус несколько процентов от номинального значения, и с практической точки зрения нельзя ожидать, что параллельно подключенные LDO будут иметь одинаковые выходные напряжения. Следовательно, для параллельного соединения LDO необходимо разработать схему, которая удовлетворительно распределяет выходной ток между параллельными LDO.
© digitrode.ru