<p><a href="http://murata.eetrend.com/article/2021-06/1004475.html">上一篇</a>文章中介绍了LD…:使用二极管并联LDO的方法。本文将介绍另一种方法:使用镇流电阻并联LDO的方法。</p>
<p><strong>使用镇流电阻并联LDO</strong></p>
<p>使用电阻并联LDO的示例如下。由于输出路径中具有串联的电阻,因此输出电压会随着负载电流的增加而下降。</p>
<p>在这个示例电路中也是具有较高输出电压的LDO开始提供电流。当具有较高电压的LDO的输出电流流过镇流电阻时,会引起电压降,并且当其变得与具有较低电压的LDO电压相同时,具有较低电压的LDO也开始提供电流。这样,利用电阻的电压降来平衡输出电压,每个LDO都会向负载供应电流。输出电压的平衡关系可以通过以下公式来表示:</p>
<p><img alt="用电阻连接连个LDO输出的电路示例" data-entity-type="file" data-entity-uuid="37a1ce35-13ba-463f-bf69-b8f398acba9e" src="/sites/default/files/inline-images/1_190.png" /></p>
<p>V<sub>OUT1</sub>-I<sub>OUT1</sub>×R<sub>BALLAST</sub>=V<sub>OUT2-</sub>I<sub>OUT2</sub>×R<sub>BALLAST</sub></p>
<p>V<sub>OUT1</sub>:LDO1的输出电压<br />
V<sub>OUT2</sub>:LDO2的输出电压<br />
I<sub>OUT1</sub>:LDO1的输出电流<br />
I<sub>OUT2</sub>:LDO2的输出电压<br />
R<sub>BALLAST</sub>:镇流电阻</p>
<p>镇流电阻、分流至V<sub>OUT1</sub>和I<sub>OUT2</sub>的电流、LDO间的电压差之间的关系可通过以下公式来表示:</p>
<p><img alt="公式" data-entity-type="file" data-entity-uuid="1c1a9bf4-4184-4810-a101-9e7fde6b963c" src="/sites/default/files/inline-images/2_187.png" /></p>
<p>但是,V<sub>OUT1</sub>+I<sub>OUT2</sub>=I<sub>LOAD</sub></p>
<p>从这个公式可以看出,当试图改善V<sub>OUT1</sub>和I<sub>OUT2</sub>之间的电流平衡时,镇流电阻RBALLAST的电阻值就会增加,并且当LDO间的输出电压差较大时,R<sub>BALLAST</sub>也会增加。另外,负载点处的电压降会随着电阻值的增加而增加。</p>
<p>例如,当3.3V、1A输出的LDO1波动+1%、LDO2波动-1%时,输出电压差将达到66mV(3.3V的2%)。如果将负载电流2A分为1.2A和0.8A,则根据上述公式,镇流电阻为0.165Ω。</p>
<p>从下图中可以看出各LDO的输出电流是怎样分配来供给负载的。由于LDO1的输出电压较高,因此到0.4A的负载电流中只有LDO1的电流。镇流电阻带来的电压降在0.4A附近超过66mV(=0.4A×0.165Ω),LDO1和LDO2的输出电压在VOUT点变为相同,因此LDO2的电流开始流动。在2A时被分为1.2A和0.8A,与计算值一致。</p>
<p>本来并联两枚输出为1A的LDO是希望获得2A的输出电流,但是对于最大额定输出电流为1A的LDO来说,当其中一个达到1A时,就达到了这个系统的最大输出电流,因此如图所示,可供给的最大输出电流变为1.6A。</p>
<p><img alt="供给负载" data-entity-type="file" data-entity-uuid="f4cfcf0f-0e2c-44a1-95de-133fecf23613" src="/sites/default/files/inline-images/3_174.png" /><br />
请看下面的负载调节图表。随着负载电流的增加,镇流电阻带来的电压降也会增加。电压降可通过下列公式来计算。实际的电压降是在该电压上加上LDO本身的负载调节电压。</p>
<p><img alt="负载调节电压" data-entity-type="file" data-entity-uuid="da0a9026-86e7-49a7-aa17-e71a6240da38" src="/sites/default/files/inline-images/4_156.png" /></p>
<p> V<sub>DIFF</sub>:LDO1和LDO2的输出电压差<br />
R<sub>BALLAST</sub>:镇流电阻<br />
I<sub>LOAD</sub>:负载电流*<br />
* LDO1和LDO2的输出电流都流过的区域。</p>
<p><img alt="负载调节特性" data-entity-type="file" data-entity-uuid="e77adb27-5109-40cc-87ca-3c40afce1b21" src="/sites/default/files/inline-images/5_126.png" /></p>
<p>在下面的LDO示例中,输出电压容差为±3%(包括温度特性)。当输出3.3V、1A的LDO1波动+3%、LDO2波动-3%时,输出电压差为198mV(3.3V的6%)。如果将负载电流2A分为1.2A和0.8A,则镇流电阻为0.495Ω。</p>
<p>从左下方的图中可以看出各LDO的输出电流是怎样分配来供给负载的。与前面的示例一样,在输出电压波动±1%的情况下,电流的分配与计算一致。另外,右下图给出了该条件下的负载调节特性。负载电流带来的电压降随着镇流电阻值的增加而增加。</p>
<p><img alt=" 输出电压差6%时的输出电流特性及负载调节特性" data-entity-type="file" data-entity-uuid="963b71aa-9e57-41fe-aeb2-ae997a34a5d5" src="/sites/default/files/inline-images/6_110.png" /></p>
<p>如前所述,各LDO的输出电压差、输出电流分配、输出电压降之间存在矛盾权衡关系,需要平衡每种特性来决定镇流电阻的值。由于输出电流会流过镇流电阻,因此会产生较大的功率损耗。请确认所使用的电阻器的额定功率是符合规格要求的。在JEITA(RCR-2121A/B电子设备用固定电阻器的使用注意事项指南)中,建议在额定功率的50%以下使用。</p>
<p>关键要点:<br />
・使用镇流电阻并联LDO的方法中,输出电流可按计算公式求出的值分配。</p>
<p>・由于LDO的输出电流会流过镇流电阻,因此在负载点会产生电压降,电阻中会产生功率损耗。</p>
<p>・各LDO的输出电压差、输出电流的分配、输出电压降之间存在矛盾权衡关系,需要在平衡各种特性的基础上决定镇流电阻的值。</p>
<p>文章来源:罗姆</p>