基于電壓并聯(lián)的線性穩(wěn)壓器的應用解決方案

線性穩(wěn)壓器為直流 - 直流調節(jié)提供簡單，低噪聲的解決方案。然而，在較高的V IN -V OUT 差分時，線性穩(wěn)壓器的低效率和高功耗限制了可以實際傳遞的輸出電流量。并聯(lián)多個線性穩(wěn)壓器可將負載（和熱量）分散到多個IC上，從而增加了解決方案可提供的輸出電流的有用范圍。然而，并聯(lián)連接線性穩(wěn)壓器并不總是直截了當。

基于并聯(lián)電壓基準的線性穩(wěn)壓器

與線性穩(wěn)壓器共用電流傳統(tǒng)上并不那么簡單將部件并聯(lián)連接。兩個基于電壓參考的線性穩(wěn)壓器設置為相同的輸出電壓，并且輸出連接在一起將不會均等地共享電流。 LDO的輸出電壓由參考電壓乘以基于反饋電阻的增益系數(shù)確定。由于電壓參考和反饋電阻中的容差誤差，輸出電壓將不匹配。憑借無與倫比的輸出，LDO將不會分享電流;一個LDO將提供大部分電流，直到達到電流限制，熱限制或其輸出下降到足以讓另一個LDO開始補充其電流。這三種情況都會給電路操作帶來挑戰(zhàn)，并可能引起可靠性問題，導致過載LDO過早失效。

讓我們來看看LT1763-3.3，這是一款流行的3.3V輸出，500mA堅固的PNP線性穩(wěn)壓器，工作電壓范圍為1.8V至20V。室溫下輸出電壓誤差為1％，溫度范圍內輸出電壓為2.5％。

滿載和超溫時，LT1763的輸出電壓范圍為3.22 V至3.38V，跨度為16mV。當并聯(lián)器件時，如果一個LDO輸出處于上限值而另一個處于較低值，則并聯(lián)LDO將不共享電流;輸出電壓較高的那個在整個負載電流范圍內占主導地位。

為了提高電流共享能力，可以在每個穩(wěn)壓器的輸出端添加相同的平衡電阻，如下圖所示，但對于緊密匹配（即大約90％），電阻值需要相當大這樣，調節(jié)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，當并聯(lián)兩個3.3V輸出，1A LDO，容差為3％時，最壞情況輸出電壓情況當一個LDO（＃1）具有3.4V輸出而另一個（＃2）處于3.2V時。使用2Ω平衡電阻，通過LDO＃1的平衡電阻僅需要額外的100mA輸出電流來平衡兩個電壓（較高電壓輸出LDO提供更多電流）。一旦額外提供100mA電流，平衡電阻上的額外壓降就會使兩個輸出電壓匹配，LDO將共享電流。這提供了緊密的電流共享（在最大負載電流下僅有10％的差異）。然而，電流平衡電阻上的電壓降在滿載時太大（1.1A *2Ω= 2.2V壓降）。

可以添加電流檢測電路（電流檢測電阻和輸入或輸出（或放大器具有此功能的限流引腳）上的放大器，以平衡電流并保持適當?shù)妮敵鲭妷?，但外部電路會增加成本并需要額外的電路板空間。

另一種方法涉及使用具有可調電流限制的LDO，如下面的LT3065示例所示（LT3065是1.8V至45V輸入，500mA輸出，25μV RMS 線性穩(wěn)壓器，可編程10％準確的精度電流限制）。反饋環(huán)路用于通過調節(jié)其中一個放大器的輸出電壓來匹配兩個電流限制。與前面的示例一樣，操作需要外部放大器和電流設置電阻。

并聯(lián)電流源參考線性穩(wěn)壓器

LT3081是線性穩(wěn)壓器的一個例子，它以一種非常簡單，獨特的方式解決了這個問題。 LT3081是一款1.5A輸出LDO，是具有電流源參考的獨特正負線性穩(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。它們的正輸出穩(wěn)壓器輸入電壓范圍高達40V，輸出電流范圍為0.2A至3A。

LT3081的簡化圖如下所示。 LT3081使用基于電流源的基準電壓源代替電壓基準。該電流通過外部RSET電阻驅動，以設置參考電壓值。根據所選的電阻，參考值可以設置為零伏;不需要額外的反饋電阻。

另一個關鍵是SET引腳電流的緊密分布，如下所示。這導致在室溫下從V SET 引腳到輸出引腳的最大偏移電壓規(guī)格非常低±1.5mV。

通過以下方式獲得更高的輸出電流將多個LT3081并聯(lián)在一起。將各個SET引腳連接在一起，并將各個IN引腳連接在一起。使用小型PC走線作為鎮(zhèn)流電阻連接共同的輸出，以促進相等的電流共享。表1中顯示了以毫歐/英寸為單位的PC走線電阻。鎮(zhèn)流僅需要PCB上的一個小區(qū)域。

最壞情況的室溫偏移，SET引腳之間僅±1.5mV和OUT引腳，允許使用非常小的鎮(zhèn)流電阻。如下圖所示，每個LT3081使用一個10mΩ的小鎮(zhèn)流電阻，在全輸出電流下提供優(yōu)于80％的均衡電流共享。 10mΩ的外部電阻（兩個器件并聯(lián)為5mΩ）在輸出3A時僅增加約15mV的輸出調節(jié)壓降。即使輸出電壓低至1V，這也僅增加了1.5％的調節(jié)。當然，并聯(lián)兩個以上的LT3081會產生更高的輸出電流。將設備擴散到PC板上也會散熱。如果輸入到輸出電壓差很大，串聯(lián)輸入電阻可以進一步散熱。

為方便起見，1.1A LT3080采用集成鎮(zhèn)流電阻的LT3080-1版本。凌力爾特公司的電流檢測放大器系列在器件之間提供了許多其他有用的功能，包括輸出電流監(jiān)控，芯片結溫度監(jiān)控，關斷，反向電流和反向電池保護等。所有器件都存在與LDO并聯(lián)的問題相關的問題。