随着高性能、大功率便携式电子器件需求的不断增长，对低噪声、大电流LDO的需求也在不断增加。由于电流限制和结温的限制，单个LDO处理更高负载变得越来越困难。输入输出电压差越大，电流要求越高，LDO内的散热也随之增加。在这些情况下，并行LDO是处理所需负载需求和热量分布的最佳选择。本应用笔记讨论了将LDO与MAX38908高性能LDO并行的不同方法，并比较了负载共享性能。

关于MAX38907/8/9 4A/2A高性能LDO线性稳压器:

MAX38907 /MAX38908/ MAX38909是快速瞬态响应，高PSRR NMOS LDO的输入电源范围为0.9V至5.5V, BIAS电压范围为2.7V至20V。该系列LDO可以在82mV压差下提供高达4A的负载电流。MAX38908/MAX38909的输出电压可以通过两个外部反馈电阻调节到0.6V到5.0V的范围内。

特性

• 减少噪音，提高准确性
  
  

• 28mV 4A负载暂态偏移

• 10kHz时的78dB BIAS PSRR

• 52dB IN PSRR在10kHz

• 使易于使用和强大的保护
  
  

• 可编程软启动率

• 过流和过温保护

• 输出-输入反向电流保护

• Power-OK状态引脚

• 减小尺寸，提高可靠性
  
  

• 14针(3mm × 3mm) TDFN

• 20针(5mm × 5mm) TQFN，和5 × 3 Bump, 0.4mm间距WLP封装

表演

MAX38908 LDO的应用电路如图2所示。

LDO的并行:

基本上，我们将研究LDO的不同并行方式，并比较负载共享结果。下面是并行LDO的不同拓扑。

1. LDO直接并行。

2. LDO并联使用平衡电阻。

3. 使用运算放大器进行LDO并联。

对于这项研究，我们正在考虑以下用例:

V   = 3.3 V, V   = 2.7 V,我 = 7,V(偏见)= 10 V

1. LDO直接并行:

从上面的图4中可以看出，LDO-U2在两者之间的输出电压略高，一直提供负载电流直到4Amp。如果负载进一步增加，超过LDO的最大允许负载电流，LDO- u2的输出电压将降低到设定值以下，LDO- u1将分担电流。一旦电流开始从LDO-U1流出，LDO-U2的电流减小，输出电压达到设定值，它再次开始共享更多的电流。因此，由于输出电压不相等，最大负载将由LDO-U2分担。

2. 带平衡电阻的LDO并联:

下图5显示了在输出端使用平衡电阻的LDO并联连接。如图5所示，两个LDO的in引脚短路并直接连接到输入电压源，而OUT引脚通过相同值的平衡电阻连接到负载。在该电路中，具有较高输出电压的LDO提供电流，该电流在平衡电阻上产生压降，因此降低了LDO的实际输出电压。因此，另一个输出电压较低的LDO也将共享负载电流。因此，通过平衡电阻的下降电压将有助于平衡输出电压，同时平衡流经两个LDO的电流。

带平衡电阻的负载电压为:

V(load) = vout (u1) - V(rbal1) = vout (u2) - V(rbal2)

V(负载)=输出电压(U1)——(IOUT (U1) * R (BAL1)) =输出电压(U2)——(IOUT (U2) * R (BAL2))

为了计算平衡电阻值，我们认为LDO的输出电压精度为±1%，并且每个LDO的最大输出电流共享允许的差异被认为是每个LDO最大输出的20%，即800mA。下式给出了平衡电阻的值。

由于输出电压为2.7V，输出电压变化为54mV。然后计算出平衡阻力为67.5m?因此，选择的平衡电阻为50m?

由式Rbal可知，增加平衡电阻仍可改善负载电流分担。通过进一步增加平衡电阻器的值，平衡电阻器上的压降将进一步增加，实际输出电压将降低。我们需要确保选择的平衡电阻器值应使负载上的实际输出电压不会显著降低。因此，选择平衡电阻值，使通过LDO的电流差更小，平衡电阻上的电压降也更小。良好的布局设计将有助于通过LDO均分电流。

3.使用运算放大器实现LDO的并联;

在下面的图7电路中，LDO的并联是通过输入感测电阻完成的。有两个电阻从源的输入端和两个LDO的IN端连接。一旦电流流过每个电阻，电压就按比例在它们之间发展，这些电压被馈送到运算放大器，如图所示。运算放大器感应到两个输入端的差分电压，并驱动LDO-U1的反馈，LDO-U1的电流感应电阻连接到反相引脚。从下图中可以看出，如果来自RSENSE2的电流增加，运算放大器将感知到电流的增加，并开始接收来自LDO-U1反馈网络的电流。该电流吸收导致LDO-U1从输入源获取更多电流，从而增加RSENSE1电阻上的降。因此，它作为负反馈来平衡流过两个LDO的电流。当电路工作在稳态状态时，来自U1、U2的电流和输出电压将被平衡。

在上述电路中，我们使用了50m?每个LDO输入端的电流检测电阻用于电流检测，运算放大器用于比较流经两个LDO的输入电流。我们可以看到，通过LDO的电流共享比之前的方法要好得多，使用这种方法的电流共享图如下所示。在整个负载电流范围内，流过两个LDO的最大电流差约为51mA，直至7Amp。

启动性能:

在上述波形中，绿色-输入电压，粉红色-输出电压，黄色- LDO-U1电流，蓝色- LDO-U2电流。

上面的图9显示了启动波形，从中我们可以看到电流平衡是如何工作的。在启动过程中，LDO- u2需要更多的电流，这是由运算放大器感测的，并立即通过两个LDO平衡电流。流过两个LDO的电流以黄色和蓝色波形给出，它们在某个时间稳定下来并变得相等。

下面是使用运放的LDO并联电路的负载暂态波形和负载调节数据。

负载暂态性能:

负载暂态时输出电压从0降至7.3A - 82mV

LDO并行技术性能比较:

负荷调节比较:

以上波形显示了图5和图5中两个电路的负载调节性能。7. 随着负载的增加，使用平衡电阻的电路的输出电压比运算放大器电路的输出电压降低得多。

负载共享性能比较:

上图显示了图5和图5电路中通过LDO的电流差异。7. 与使用平衡电阻的电路相比，运放电路的电流共享性能要好得多。

结论

从上面的研究中，我们可以得出结论，直接并联LDO不是正确的方法，因为没有负载电流的共享。在输出端使用平衡电阻的LDO并联电路改善了电流共享，但随着负载电流的增加，该方法降低了输出电压，并使用较大的电阻值来改善负载电流共享。这种方法也可以用于多个LDO并行应用程序。使用运算放大器的LDO并联电路是通过两个LDO均分负载电流的最佳方式，因此均分散热。该方法还具有负载调节严密的优点。