作者：Molly Zhu and Fei Guo

每一代計算系統都需要比其前代產品更高的總功率和更低的電源電壓，這給電源設計人員帶來了挑戰，需要在小面積內跟上更高的輸出電流。在高功率密度和低輸出電壓下，散熱問題上升到設計優先級列表的首位，特別是對于低噪聲應用中的線性穩壓器。并聯LDO穩壓器可以提高電源電流能力并減輕散熱，從而減少任何特定組件的溫升以及所需的冷卻設備尺寸和數量。

本文介紹如何將3 A LT3033超低壓差穩壓器（VLDO）并聯，用于需要高于3 A電流的應用，并具有散熱擴散的額外優勢。LT3033 由于其內置的輸出電流監視功能，因此能夠輕松并聯和電流平衡。

LT3033將1.14 V至10 V輸入電源轉換為低至0.2 V的輸出，負載電流高達3 A。滿載時壓差僅為95 mV。工作期間靜態電流為1.8 mA，關斷時降至22 μA。可編程電流限制和熱保護使其具有高電流、低電壓應用所需的魯棒性。

供參考：3 A，單VLDO應用

圖1顯示LT3033采用1.2 V輸入電源提供0.9 V/3 A電壓。為了保持穩定性，IN和OUT引腳至少需要10 μF極低ESR陶瓷電容。增加一個前饋電容（CFF） 從 V外ADJ引腳可以改善瞬態響應并降低輸出電壓噪聲。從REF/BYP引腳到GND的10 nF旁路電容通常在10 Hz至100 kHz帶寬內將輸出電壓噪聲降至60 μV rms，并軟啟動基準電壓源。穩壓所需的最小輸入電壓等于穩壓輸出電壓V外加上壓差或 1.14 V，以較大者為準。演示板如圖2所示。

圖1.LT3033的典型應用。

圖2.LT3033 演示板。

電流限制可通過將單個電阻器從 ILIM 引腳連接到 GND 來設置，在很寬的溫度范圍內精確到 ±12%。當輸入和輸出差分電壓超過5 V時，外部電流限制可以通過折返的內部電流限制來覆蓋。

LT3033 通過一個電阻器將 IMON 引腳拉至GND來提供一個輸出電流監視器。IMON 引腳是一個 PNP 的集電極，它以 1：2650 的比率鏡像 LT3033 輸出 PNP。電阻電壓與輸出電流成正比，如果不高于V外– 400 mV。

該輸出電流監視器可實現多個 LT3033 的均流。

盡管 LT3033 的尺寸很小，但它還包括許多保護功能，包括具有折返功能的內部電流限制、熱限制、反向電流和電池反接保護。

將兩個LT3033并聯用于6 A應用

對于需要3 A以上電流的應用，可以利用其電流監控器功能并聯多個LT3033。圖3顯示了兩個LT3033與兩個2N3904 NPN器件并聯以產生1.5 V、6 A輸出。各個 IN 引腳和 OUT 引腳分別連接在一起。一個 LT3033 充當主器件，控制 LT3033 從器件。

IMON引腳與NPN電流鏡相結合，構成一個簡單的放大器。該放大器向從機 LT3033 的反饋分壓器注入電流，以強制來自每個 LT3033 的 IMON 電流相等。100 Ω電阻在滿載時提供113 mV發射極退化，以確保良好的電流鏡匹配。從機LT3033的輸出電壓設置為1.35 V，比電路輸出低10%，以確保主LT3033保持控制。從器件 LT3033 的反饋電阻器被分成多個部分，以確保從機 NPN 有足夠的裕量。從器件頻率的IMON引腳上增加一個10 nF、5.1 kΩ電容和電阻組合，用于補償反饋環路。

圖3.并聯兩個 LT3033。

雖然該電路可以提供6 A負載電流，但均流精度受到兩個NPN器件之間失配的限制——失配會導致電路板上的熱量分布不均勻。通過使用匹配的單芯片晶體管（例如ADI公司的MAT14）來代替兩個分立式NPN器件，可以實現更高的均流精度。MAT14 是一款四通道單芯片 NPN 晶體管，具有出色的參數匹配性能。其最大電流增益匹配為4%。

圖4分別比較了使用分立和匹配NPN器件的每個LDO穩壓器的輸出電流。與2N3904相比，MAT14電流鏡將電流失配從5.3%降低到1.6%。

圖4.通過使用MAT14匹配單芯片四通道晶體管和并聯LDO穩壓器，可以減少均流失配。

使用匹配的組件并聯四個 LT3033，以實現良好的平衡電流和均勻的散熱

通過擴展電流鏡和添加從器件 LT3033，并聯電路架構可根據需要擴展到任意數量的 LT3033。圖 5 示出了采用 MAT14 實現均流并聯四個 LT3033 的解決方案。熱性能如圖6所示。四個 LT3033 的溫度范圍為 51°C 至 58°C。 考慮到每個器件沿輸入走線的壓降，熱量均勻地分布在電路板上，表明該解決方案的均流是平衡的。圖7顯示了采用1.8 V輸入供電的1.5 V輸出、12 A電源的瞬態響應。

圖5.四個 LT3033 采用 MAT14 并聯。

圖6.四個并聯的 LT3033 的熱性能。

圖7.四個 LT3033 并聯的負載瞬態響應。

結論

LT3033是一款3 A VLDO穩壓器，采用3 mm×4 mm封裝。多個 LT3033 VLDO 穩壓器由于其內置的輸出電流監視器功能，可并聯用于高電流應用。LT3033 在滿載時的典型壓降僅為 95 mV，非常適合低輸入電壓至低輸出電壓、高電流應用，其電效率可與開關穩壓器相媲美。其他特性包括可編程電流限制、電源良好標志和熱限制，可實現可靠和穩健的解決方案。電池供電系統受益于低靜態電流和電池反接保護。

審核編輯：郭婷