輕松并聯(lián)線性穩(wěn)壓器

線性穩(wěn)壓器為 DC-DC 穩(wěn)壓提供了一種簡(jiǎn)單、低噪聲的解決方案。但是，在更高的 V在-V外差分 線性穩(wěn)壓器的低效率和高功率耗散限制了實(shí)際可以提供的輸出電流量。并聯(lián)連接多個(gè)線性穩(wěn)壓器可將負(fù)載（和熱量）分散到多個(gè)IC上，從而增加解決方案可以提供的輸出電流的有用范圍。然而，并聯(lián)線性穩(wěn)壓器并不總是那么簡(jiǎn)單。

基于并聯(lián)基準(zhǔn)電壓源的線性穩(wěn)壓器

傳統(tǒng)上，線性穩(wěn)壓器的均流并聯(lián)并不簡(jiǎn)單。兩個(gè)基于基準(zhǔn)電壓的線性穩(wěn)壓器設(shè)置為相同的輸出電壓，并且輸出連接在一起，不會(huì)平均分配電流。LDO的輸出電壓由基準(zhǔn)電壓乘以基于反饋電阻的增益因數(shù)決定。由于基準(zhǔn)電壓源和反饋電阻的容差誤差，輸出電壓將不匹配。由于輸出不匹配，LDO 不會(huì)共享電流;一個(gè)LDO將提供大部分電流，直到達(dá)到電流限制、熱限制或其輸出下降到足夠低，以使另一個(gè)LDO開始補(bǔ)充其電流。這三種情況帶來了電路操作挑戰(zhàn)，并可能帶來可靠性問題，導(dǎo)致過應(yīng)力LDO可能過早失效。

讓我們看一下 LT1763-3.3，這是一款廣受歡迎的 3.3V 輸出、500mA 堅(jiān)固型 PNP 線性穩(wěn)壓器，其工作電壓范圍為 1.8V 至 20V。它在室溫下的最大輸出電壓誤差為 1%，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)具有 2.5% 的最大輸出電壓誤差。

LT1763-3.3 典型應(yīng)用電路

在滿負(fù)載和過溫度條件下，LT1763 的輸出電壓范圍為 3.22V 至 3.38V （這是一個(gè) 16mV 的范圍）。并聯(lián)器件時(shí)，如果一個(gè)LDO輸出處于上限值，另一個(gè)處于下限值，則并聯(lián)LDO將不會(huì)共享電流;輸出電壓較高的一個(gè)在整個(gè)負(fù)載電流范圍內(nèi)占主導(dǎo)地位。

為了提高均流能力，可以在每個(gè)穩(wěn)壓器的輸出端添加相同的平衡電阻，如下圖所示，但為了緊密匹配（即大約90%），電阻值需要相當(dāng)大，以便穩(wěn)壓器輸出電壓的差異可以通過輸出電流的微小變化來抵消。

例如，當(dāng)并聯(lián)兩個(gè)3.3V輸出、容差為3%的1A LDO時(shí)，最壞情況的輸出電壓情況是當(dāng)一個(gè)LDO 具有3.4V輸出，另一個(gè)為3.2V時(shí)。使用2Ω平衡電阻時(shí)，只需通過LDO #1的平衡電阻額外提供100mA的輸出電流即可平衡兩個(gè)電壓（較高電壓輸出LDO提供更多電流）。一旦它提供額外的100mA電流，平衡電阻兩端的額外壓降就會(huì)使兩個(gè)輸出電壓匹配，并且LDO將共享電流。這提供了緊密的均流（在最大負(fù)載電流下僅相差 10%）。然而，電流平衡電阻兩端的壓降在滿載時(shí)太大（1.1A* 2Ω = 2.2V壓降）。

平衡電阻在輸出端產(chǎn)生較大的壓降

可以在輸入或輸出端（如果放大器具有此功能，則在限流引腳上）添加電流檢測(cè)電路（電流檢測(cè)電阻和放大器），以平衡電流并保持適當(dāng)?shù)妮敵鲭妷海獠侩娐窌?huì)增加成本并需要額外的電路板空間。

測(cè)量LDO輸入電流以平衡負(fù)載電流

另一種方法是使用具有可調(diào)電流限值的 LDO，如下面的 LT3065 示例所示（LT3065 是一個(gè) 1.8V 至 45V 輸入、500mA 輸出、25μV有效值線性穩(wěn)壓器，具有可編程的 10% 精度精密電流限值）。反饋環(huán)路用于通過調(diào)節(jié)其中一個(gè)放大器的輸出電壓來匹配兩個(gè)電流限值。與前面的示例一樣，工作需要一個(gè)外部放大器和電流設(shè)置電阻。

使用 LDO 電流限制來平衡共享電流

基于并聯(lián)電流源的基準(zhǔn)線性穩(wěn)壓器

LT3081 是一款線性穩(wěn)壓器，它以一種非常簡(jiǎn)單、獨(dú)特的方式解決了這一問題。LT?3081 是一款 1.5A 輸出 LDO，它是具有一個(gè)電流源基準(zhǔn)的獨(dú)特正負(fù)線性穩(wěn)壓器系列的一部分。這些器件易于并聯(lián)，并且可以很好地共享電流。它們正輸出穩(wěn)壓器的輸入電壓范圍高達(dá) 40V，并提供 0.2A 至 3A 的輸出電流。

LT3081 的簡(jiǎn)化示意圖如下所示。LT3081 沒有采用電壓基準(zhǔn)，而是使用了一個(gè)基于電流源的基準(zhǔn)。該電流通過一個(gè)外部RSET電阻器驅(qū)動(dòng)，以設(shè)置基準(zhǔn)電壓值。根據(jù)所選的電阻，參考值可設(shè)置為零伏;無需額外的反饋電阻。

LT3081 框圖

另一個(gè)關(guān)鍵是SET引腳電流的緊密分布，如下所示。這導(dǎo)致最大失調(diào)電壓規(guī)格非常低±1.5mV，低于V。設(shè)置在室溫下引腳連接到輸出引腳。

LT3081 緊密的設(shè)定引腳電流和由此產(chǎn)生的低失調(diào)分布

通過將多個(gè) LT3081 并聯(lián)在一起可獲得更高的輸出電流。將各個(gè) SET 引腳綁在一起，并將各個(gè) IN 引腳綁在一起。使用小塊PC走線作為鎮(zhèn)流電阻器連接輸出，以促進(jìn)相等的均流。PC 走線電阻（以毫歐/英寸為單位）如表 1 所示。鎮(zhèn)流只需要PCB上的微小區(qū)域。

所需的 PCB 走線電阻最小

最差情況下的室溫失調(diào)（SET引腳和OUT引腳之間僅為±1.5mV）允許使用非常小的鎮(zhèn)流電阻。如下圖所示，每個(gè) LT3081 使用一個(gè)小的 10mΩ 鎮(zhèn)流電阻器，該電阻器在全輸出電流下提供了優(yōu)于 80% 的均流。10mΩ 的外部電阻 （兩個(gè)并聯(lián)器件為 5mΩ） 在 3A 輸出時(shí)僅增加約 15mV 的輸出調(diào)節(jié)壓降。即使輸出電壓低至1V，也只能使穩(wěn)壓電壓增加1.5%。當(dāng)然，并聯(lián)兩個(gè)以上的 LT3081 會(huì)產(chǎn)生更高的輸出電流。將設(shè)備散布在 PC 板上也會(huì)傳播熱量。如果輸入至輸出電壓差較大，串聯(lián)輸入電阻會(huì)進(jìn)一步分散熱量。

并聯(lián) LT3081

為方便起見，1.1A LT3080 提供集成鎮(zhèn)流電阻器的 LT3080-1 版本。凌力爾特的電流檢測(cè)放大器系列在器件之間提供了大量其他有用的功能，包括輸出電流監(jiān)控、芯片結(jié)溫監(jiān)控、關(guān)斷、反向電流和反向電池保護(hù)等。所有器件都解決了與過去并聯(lián)LDO問題相關(guān)的問題。

審核編輯：郭婷