簡(jiǎn)介

　　每一代新的計(jì)算系統(tǒng)總是比上一代產(chǎn)品要求更高的總功率和更低的電源電壓,，從而使電源設(shè)計(jì)人員面臨在更小面積上保持更高輸出電流的難題,。在高功率密度和低輸出電壓條件下,，散熱問(wèn)題上升為首要設(shè)計(jì)考慮因素，尤其是對(duì)于低噪聲應(yīng)用中的線性穩(wěn)壓器而言,。并聯(lián)LDO穩(wěn)壓器可以提高電源電流并減少散熱,，從而降低任何特定元件的溫升幅度以及所需的散熱器件尺寸和數(shù)量。

　　本文說(shuō)明如何將3 A LT3033極低壓差穩(wěn)壓器(VLDO)并聯(lián)產(chǎn)生3 A以上電流并改善散熱情況,。利用LT3033的內(nèi)置輸出電流監(jiān)測(cè)功能可以簡(jiǎn)化并聯(lián)電路的設(shè)計(jì),，實(shí)現(xiàn)均流。

　　LT3033的輸入電壓范圍是1.14 V至10 V,， 輸出電壓可低至0.2 V,，負(fù)載電流可達(dá)3 A,。在滿負(fù)載時(shí)的壓差僅95 mV,。工作時(shí)靜態(tài)電流為1.8 mA，關(guān)斷時(shí)降至22μA,?？捎捎脩粼O(shè)定的限流功能和熱保護(hù)使其具有高電流、低電壓應(yīng)用所必需的魯棒性,。

參考設(shè)計(jì)：3 A,、單VLDO應(yīng)用

　　圖1顯示LT3033通過(guò)1.2V輸入電源提供0.9V、3A的輸出,。IN和OUT引腳需要至少10 μF的極低ESR陶瓷電容,，以保持穩(wěn)定性。在VOUT和ADJ引腳之間增加一個(gè)前饋電容(CFF),，可改善瞬態(tài)響應(yīng)并降低輸出電壓噪聲,。在REF/BYP引腳到GND之間設(shè)置10 nF旁路電容通常可在10 Hz至100 kHz帶寬內(nèi)將輸出電壓噪聲降至60 μV rms,，并軟啟動(dòng)基準(zhǔn)電壓源,。調(diào)節(jié)所需的最小輸入電壓等于調(diào)節(jié)輸出電壓VOUT加上壓差或1.14 V，取其較大值。演示板見(jiàn)圖2,。

　　圖1.LT3033典型應(yīng)用,。

　　圖2.LT3033演示板。

　　客戶可以通過(guò)在ILIM引腳與GND之間連接一個(gè)電阻自行設(shè)定限流值,，在寬溫度范圍內(nèi)精度可達(dá)±12%,。當(dāng)輸入與輸出的差分電壓超過(guò)5 V時(shí)，具有折返功能的內(nèi)部限流會(huì)替代外部限流,。

　　LT3033通過(guò)測(cè)量IMON到GND的電阻電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電流監(jiān)測(cè),。IMON引腳是芯片內(nèi)部PNP的集電極，它以1:2650的比率鏡像LT3033輸出PNP的電流,。當(dāng)電阻電壓不高于VOUT–400 mV時(shí),，它與輸出電流成正比。

　　該輸出電流監(jiān)測(cè)功能有助于實(shí)現(xiàn)多個(gè)LT3033的均流,。

　　盡管LT3033的尺寸很小,，但它仍然集成了許多保護(hù)功能，包括具有折返功能的內(nèi)部限流,、熱限制,、反向電流和電池反接保護(hù)。

兩個(gè)LT3033并聯(lián)用于6 A應(yīng)用

　　對(duì)于需要3 A以上電流的應(yīng)用,，可以利用其電流監(jiān)測(cè)功能將多個(gè)LT3033并聯(lián),。圖3顯示兩個(gè)LT3033以及兩個(gè)2N3904 NPN器件通過(guò)并聯(lián)，以產(chǎn)生1.5 V,、6 A輸出,。每個(gè)器件的IN引腳和OUT引腳分別相連。一個(gè)LT3033充當(dāng)主器件,，控制另一個(gè)LT3033從器件,。

　　將IMON引腳與NPN電流鏡組合使用，可創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的放大器,。該放大器將電流注入LT3033從器件的反饋分壓器中,，強(qiáng)制使每個(gè)LT3033的IMON電流相等。100 Ω電阻可在滿負(fù)載條件下提供113 mV的發(fā)射極負(fù)反饋,，以確保良好的電流鏡匹配,。LT3033從器件的輸出電壓設(shè)置為1.35 V，比電路輸出低10％,，以確保LT3033主器件掌握控制權(quán),。LT3033從器件的反饋電阻拆分成多個(gè)區(qū)段，以確保為從器件的NPN提供足夠的裕量,。從器件的IMON引腳上添加了一個(gè)10 nF電容和5.1 kΩ電阻的組合,，對(duì)反饋環(huán)路進(jìn)行頻率補(bǔ)償,。

　　盡管該電路可以提供6 A的負(fù)載電流，但由于兩個(gè)NPN器件之間的失配導(dǎo)致電路板上熱量分布不均勻,，從而限制了均流精度,。使用匹配的單芯片晶體管（例如，ADI公司的MAT14）來(lái)代替兩個(gè)分立式NPN器件,，可以獲得更高的均流精度,。MAT14是一款四通道單芯片NPN晶體管，具有出色的參數(shù)匹配性能,。其最大電流增益匹配為4%,。

　　圖4比較了使用分立式和匹配的NPN器件時(shí)每個(gè)LDO穩(wěn)壓器的相應(yīng)輸出電流。與2N3904相比,，MAT14電流鏡的電流失配率從5.3%降至1.6%,。

　　圖3.兩個(gè)LT3033并聯(lián)。

　　圖4.通過(guò)使用匹配的MAT14單芯片四通道三極管和并聯(lián)LDO穩(wěn)壓器,，降低了均流失配,。

　　圖5.采用MAT14，四個(gè)LT3033并聯(lián),。

　　圖6.四個(gè)LT3033并聯(lián)時(shí)的熱性能,。

　　使用匹配元件并聯(lián)四個(gè)LT3033，以實(shí)現(xiàn)平衡均流和均勻散熱

　　通過(guò)擴(kuò)展電流鏡和添加LT3033從器件,，該并行電路架構(gòu)可根據(jù)需要擴(kuò)展,，使用更多LT3033。圖5顯示使用MAT14,、四個(gè)LT3033并聯(lián)的均流解決方案,。熱性能如圖6所示。四個(gè)LT3033的溫度在51°C至58°C范圍內(nèi),?？紤]每個(gè)器件沿輸入走線的壓降,，電路板上散熱均勻,，表明該解決方案實(shí)現(xiàn)了平衡均流。圖7顯示在1.8 V輸入下運(yùn)行提供1.5 V輸出,、12 A電源的瞬態(tài)響應(yīng),。

　　圖7.四個(gè)LT3033并聯(lián)的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

結(jié)論

　　LT3033是一款3A VLDO穩(wěn)壓器,，采用3 mm × 4 mm封裝,。其內(nèi)置輸出電流監(jiān)測(cè)功能，將多個(gè)LT3033 VLDO穩(wěn)壓器并聯(lián)即可用于大電流應(yīng)用,。LT3033在滿負(fù)載條件下的典型壓差僅為95 mV,，非常適合低輸入電壓至低輸出電壓的大電流應(yīng)用,，與開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的電效率相當(dāng)。其他特性包括可設(shè)定限流,、電源良好標(biāo)志和熱限制,，可提供可靠和穩(wěn)定的解決方案。電池供電系統(tǒng)可受益于低靜態(tài)電流和電池反接保護(hù),。