LDO并联时,均流电阻如何均流?


-----本文简介-----

主要内容包括:

*本文基本无实际应用意义,看看算了*

  • LDO并联时如何均流?

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----- 正文 -----
一、LDO并联如何均流
    1. 理想状况下的LDO并联
        理想状况下如下图,两个LDO输出电压完全相等,因此输出电流也完全相等。

    2. 实际应用中的LDO
        实际应用中的LDO输出电压精度有限,一般会有0.5%~2%左右的误差,这个误差看起来不大,但是在并联应用中可能导致严重后果。
        如下图所示的LDO,输出电压分别为:2.53V与2.55V,输出电压误差大约为0.8%,

        我们将这两个LDO并联介入电路,可以看到两个LDO输出电压均变为2.53V,且两者的输出电流极不均衡,原本输出电压较低的LDO负载电流为0.38A,而原本输出电压较高的LDO负载电流为2.17A。

我们尝试分析原因:(可以先阅读先前LDO文章:电源相关内容汇总)

       假设输出瞬间,两者合并后电压为高电压2.55V,则对于原本输出2.53V的LDO反馈环路来说,其输出电压高于参考电压,环路想要降低输出电压,因此将增大内部FET阻抗,而增大阻抗导致通过它的电流减少。而由于负载需要更多的电流,此时原本输出2.55V的LDO起到补充电流的作用,LDO输出能力有限,随着通过它的电流增大,其输出电压将会降低。一直到降低到2.53V时两个LDO输出电压平衡,此时也完成了电流分配。

    3. 如何均衡并联LDO的输出电流
        常见有两种简单方法:一是输出并联二极管,而是输出并联电阻。由于二极管压降无法确定因此无法准确计算电流分配,所以输出并联电阻更加实用。

输出并联二极管

输出并联电阻

    4. 计算输出并联电阻方式均流电流
       显然:VOUT=VOUT1-IOUT1 * RBALLAST=VOUT2-IOUT2 * RBALLAST,如下图,在输出串联0.5Ω的电阻后,两者电流分别为0.991A和1.04A,差异已经非常小了。
        虽然电流是均衡了不少,但是整体输出电压也由于电阻的压降减小为2.03V。


    5. 均衡注意事项
        如上面分析,均流关键点如下:
    ①:两个LDO输出电压差值?   
          一般取极限,即一个取标称电压*(1-误差百分数),另一个取标称电压*(1+误差百分数),这样是为了计算出最大误差下的均流电阻与均流电流大小。
     ②:LDO的额定输出电电流
            均流后,两个LDO电流均不能超过其额定最大输出电流。
    ③:负载端能接受的最小电压
            经过均流电阻后会产生压降,导致负载端电压相较于LDO输出电压有所减小。
    ④:均流电阻额定功率
            在大电流应用时,均流电阻承受了不小的功率,因此要考虑其额定功率。
     6. 举例计算   
        例如一个LDO额定输出电压为2V,额定电流为1.5A,输出电压误差为1%,负载总电流要求2A,负载电压最小为1.9V。
        由已知条件得:LDO1最大输出电压为:2* (1+1%)=2.02V,LDO2最小输出电压为:2* (1-1%)=1.98V,
即:① 2.02-Iout1*R1>1.9V; 
      ② 1.98--Iout2*R2>1.9V;
      ③:Iout1、Iout2 <1.5A ;Iout1+Iout2 = 2A;
      ④:Iout1、Iout2 >0.8A (自己限定)
      ⑤:VOUT=VOUT1-IOUT1 * R1=VOUT2-IOUT2 * R2
可以根据以上条件设置合理的均流电阻与电流。
        注意:本文仅供参考,实际应用场景很少。其他均流方式后续再写。

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