В прошлом материале мы рассмотрели, что дает параллельное подключение LDO-стабилизаторов. Оно дает суммирование токов, что полезно, когда тока от одного LDO недостаточно. Теперь же давайте усложним схему, добавив к каждому каналу по диоду, и посмотрим, что это нам даст.
Начнем с представления принципиальной схемы параллельного соединения с использованием диодов. В этом методе подключения, поскольку в выходных цепях присутствуют диоды, выходное напряжение падает на величину прямого напряжения диода (далее VF). Следовательно, для получения желаемого выходного напряжения необходимо использовать некоторую меру, такую как добавление VF обратно к выходному напряжению LDO. Кроме того, существует некоторый разброс значений VF среди диодов, и значение также меняется в зависимости от тока нагрузки и температуры, так что нельзя ожидать точности выходного напряжения.
В этой схеме, как и в той, что объяснялась ранее, ток подается от LDO с более высоким выходным напряжением, но поскольку VF диода изменяется в зависимости от величины протекающего тока, разница напряжений между двумя LDO может быть поглощена до какой-то степени. Балансное соотношение между выходными напряжениями может быть выражено с помощью следующих уравнений.
VOUT1 – выходное напряжение LDO1
VOUT2 – выходное напряжение LDO2
VF1(IOUT1)– VF диода D1, когда ток IOUT1
VF2(IOUT2)– VF диода D2, когда ток IOUT2
Например, в случае LDO с выходным напряжением 3,3 В и током 1 А, когда выходное напряжение LDO1 на 1% выше, чем у LDO2, следующий график показывает выходные токи, подаваемые на нагрузку каждым из LDO. Когда общий ток нагрузки составляет 1 А, даже несмотря на то, что разница выходных напряжений между LDO составляет всего 1%, появляется большая разница в относительных токах от LDO, которые составляют 0,64 А для LDO1 и 0,36 А для LDO2.
Когда общий ток нагрузки составляет 1 А, даже несмотря на то, что разница выходных напряжений между LDO составляет всего 1%, появляется большая разница в относительных токах от LDO, которые составляют 0,64 А для LDO1 и 0,36 А для LDO2.
На следующем графике справа показано влияние на выходные токи разности выходных напряжений между двумя LDO.
На этом графике показано соотношение выходных токов LDO, когда выходное напряжение LDO1 выше, чем выходное напряжение LDO2. Когда выходные напряжения двух LDO абсолютно одинаковы, отношения выходных токов составляют 50% (равные вклады в выходной ток), но по мере увеличения разности выходных напряжений разница в отношениях токов увеличивается. Например, если отклонение от номинального значения составляет +1% для выходного напряжения LDO1 и -1% для выходного напряжения LDO2, то доли тока на выходе не сбалансированы: 77% для LDO1 и 23% для LDO2.
На следующем графике показано влияние разности выходных напряжений между LDO на выходной ток параллельной схемы LDO, когда используются LDO, каждый из которых имеет максимальный рекомендованный выходной ток 1 А.
Когда между LDO абсолютно нет разности напряжений, выходные токи двух LDO равны, поэтому возможен выходной ток 2 А (1 А + 1 А). По мере увеличения разности выходных напряжений LDO ток, который может быть выведен, уменьшается. Если выходное напряжение LDO1 отклоняется на +1%, а выходное напряжение LDO2 отклоняется на -1%, когда выходной ток одного из них достиг 1 А, этот LDO находится в состоянии максимального выхода, и, таким образом, несмотря на выходной ток мощность 2 А, реально может быть выведено только до 1,37 А.
Наконец, представим график стабилизации напряжения на нагрузке.
Выходные напряжения падают ниже выходных LDO из-за VF диодов, и по мере увеличения тока нагрузки значения VF увеличиваются, вызывая дальнейшее падение напряжения. В дополнение к стабилизации напряжения на нагрузке, предусмотренной изначально в каждом LDO, влияние VF диода значительно, и изменения выходного напряжения велики. Следовательно, как указано выше, стабилизация нагрузки не вполне удовлетворительна.
© digitrode.ru