M谩s de una o dos veces me encontr茅 con frases como "vamos a encender dos reguladores de voltaje en paralelo si no hay suficiente corriente de salida de uno". Incluyendo aqu铆:
Aqu铆, en el texto del autor sobre el especialista en PC (Spectrum)
habr.com/en/post/247211 (al final, el autor utiliz贸 una fuente de alimentaci贸n de conmutaci贸n de dos canales).
Aqu铆, en los comentarios
habr.com/en/post/400617/#comment_18002157Y aqu铆, en los comentarios
habr.com/ru/post/400381/#comment_17983821S铆, miles de ellos:
electronics.stackexchange.com/questions/261537/dc-dc-boost-converter-in-parallelforum.allaboutcircuits.com/threads/paralleling-lm317ts.16198forum.arduino.cc/index.php?topic=65327.0 (la discusi贸n es bastante indicativa desde el punto de vista de descuidar los circuitos y el ahorro de energ铆a de un robot m贸vil).
Recordando un poco de TOE y utilizando el simulador TINA-TI, mostraremos la
irrealizaci贸n de la baja justificaci贸n de las esperanzas de un resultado favorable de este truco.
Sobre la conexi贸n paralela de fuentes de voltaje desde el punto de vista de la ley de Ohm, las reglas de Kirchhoff y el TOE que se unieron a ellas.
Dos fuentes de voltaje (E
1 , E
2 ) con resistencias internas (Rin
1 , Rin
2 ) operan en la carga (R
n ). Habiendo compilado y simplificado 3 ecuaciones, obtenemos:
U
n = R
n * (Rin
2 * E
1 + Rin
1 * E
2 ) / (Rin
1 * Rin
2 + R
n * [Rin
1 + Rin
2 ]);
I
1 = (E
1 - U
n ) / Rin
1 ;
I
2 = (E
2 - U
n ) / Rin
2 .
Tomando un valor nominal de 3.3 V con un desequilibrio EMF de 卤 0.1% (3.303 y 3.297 V, respectivamente), resistencias internas de 0.01 Ohms y resistencia de carga de 3.3 Ohms, obtenemos corrientes de 0.8 y 0.2 A, respectivamente (卤 60% de esperado 0,5 A) con un voltaje a una carga de 3.295 V. Preste atenci贸n a la magnitud del desequilibrio inicial: si no toma fuentes de voltaje de referencia ultraprecisas y ultraestables (que cuestan como un ala desde un helic贸ptero), dif铆cilmente se puede lograr en microelectr贸nica "vulgar". Y cuanto mejores sean nuestras fuentes de voltaje (su resistencia interna es menor) y cuanto mayor sea la resistencia de la carga, mayor ser谩 el desequilibrio de corriente, todas las dem谩s cosas son iguales.
Armados con esta simple teor铆a, echemos un vistazo m谩s de cerca a la estructura interna de los estabilizadores de voltaje.
En la conexi贸n en paralelo de estabilizadores de voltaje en t茅rminos de la presencia de retroalimentaci贸n en ellos.
Como sabe, un poco m谩s que todos los estabilizadores de voltaje modernos est谩n construidos como compensaci贸n: la retroalimentaci贸n monitorea el voltaje en la salida del estabilizador y lo mantiene constante, ya sea cambiando la resistencia interna entre la entrada y la salida, o cambiando la relaci贸n de estados cerrados y abiertos entre la entrada y la salida. Esto implica el hecho de que si se aplica un voltaje que excede su salida a la salida del estabilizador, el sistema operativo tendr谩 que apagar los elementos de control y este estabilizador saldr谩 de la lucha por la vida 煤til de la carga.
No consideraremos los casos de un estabilizador lineal con una salida push-pull (utilizada como fuente de alimentaci贸n para terminadores de memoria DDR) y estabilizadores de pulso con rectificaci贸n s铆ncrona. El primero deber铆a, y el 煤ltimo, en teor铆a, puede intentar reducir el voltaje en su salida.En el caso del uso de estabilizadores de pulso, uno tambi茅n puede considerar cosas tan hipot茅ticas como el ritmo de las frecuencias de conversi贸n o su auto-sincronizaci贸n ... Pero esto est谩 m谩s all谩 del alcance de mis intereses actuales. Para cerrar la parte te贸rica, agrego que si alguien sugiere usar un reloj externo de estabilizadores de pulso con un cambio de fase, entonces llega tarde. Durante muchos a帽os, los microprocesadores Intel y AMD han sido alimentados por convertidores multif谩sicos, y si hay un controlador de dos o m谩s fases listo, entonces no tiene sentido hacer una sincronizaci贸n externa para estabilizadores individuales.
Ahora, pasemos a simular la realidad.
En la conexi贸n en paralelo de estabilizadores de voltaje en el simulador.
El primer ejemplo es una variaci贸n de un estabilizador lineal simple de la aplicaci贸n. nota sobre la referencia de voltaje ajustable
tipo 431 .
Se us贸, por ejemplo, en algunas fuentes de alimentaci贸n ATX tempranas para estabilizar el voltaje de 3.3 V. Se suministr贸 5 V al drenaje del transistor de control, y la resistencia en el circuito de la puerta se aliment贸 desde 12 V.Como no nos importa la eficiencia en la simulaci贸n, para simplificar, hay una sola fuente de alimentaci贸n en la entrada. Adem谩s, en movimiento no encontr茅 un medio para introducir un error en el voltaje de referencia TL431, excepto para agregar un generador de voltaje G1 al circuito del electrodo de control. Aqu铆 est谩 el resultado del c谩lculo (men煤 "An谩lisis DC", secci贸n "Caracter铆sticas transitorias"):
Como puede ver, un desequilibrio de los voltajes de referencia de 3 mV es suficiente para que uno de los estabilizadores se convierta en una calabaza. Y esto es solo el 0,12% del valor nominal, e incluso no cada 431 tiene una precisi贸n mejor que el 0,5%.
La propuesta "colocamos un trimmer en el circuito de retroalimentaci贸n y ajustamos la divisi贸n correcta de la corriente de carga" descarto sobre la base de que las resistencias de sintonizaci贸n t铆picas (Bourns y muRata, ahuecadas, simples y de m煤ltiples vueltas) tienen resistencia a la vibraci贸n hasta 1% (cambiando la relaci贸n fija de voltajes o resistencias despu茅s vibraci贸n con aceleraci贸n 20..30 G).
Los bailes mencionados en los enlaces a recursos extranjeros con resistencias en serie en las salidas de los estabilizadores, ni siquiera lo considerar茅. Solo porque esto mata para qu茅 est谩 realmente instalado el estabilizador de voltaje: un voltaje constante en la carga cuando cambia su consumo de corriente.
Entonces record茅 que generalmente hay condensadores en la salida ... Agregar condensadores de 1000 渭F a las salidas con un ESR de 100 mOhm no hizo ninguna diferencia fundamental en los resultados de simular la operaci贸n en paralelo de estos estabilizadores (men煤 "An谩lisis de transitorios").
Quiz谩s alguien diga: "El l铆mite actual del primer estabilizador funcionar谩 y el segundo tambi茅n se conectar谩". Pero es obvio que incluso si esto sucede, el primero continuar谩 trabajando con sobrecarga de todos modos, lo que no agregar谩 confiabilidad a nuestro sistema. Aqu铆 hay un ejemplo del funcionamiento del par LP2951 (la corriente de carga m谩xima es de 100 mA, el l铆mite de corriente en el modelo es de aproximadamente 160 mA) con una corriente de carga total de aproximadamente 180 mA.
驴Por qu茅 tanta basura? Porque los tengo en un DIP que es conveniente para pegarse en el "tablero loco" y, si uno de los lectores desea seguir el camino de Thomas, entonces puedo medir todos los IRL.Resultados de la simulaci贸n (men煤 An谩lisis transitorio):
Como puede ver, el segundo no piensa participar activamente en salvar la carga del hambre. Y gracias a una ganancia mayor, la salida del juego ocurre con menos desequilibrio.
Eso es todo 隆Come bien!
Conclusi贸n
Si la corriente de salida m谩xima del estabilizador de voltaje no satisface las necesidades del circuito alimentado, entonces solo hay dos salidas: reemplace el estabilizador con un modelo con una corriente de salida m谩s alta o use el equilibrio del circuito de las corrientes de salida de varios estabilizadores.
PD "Cada bast est谩 en una fila". Durante la preparaci贸n del art铆culo, me encontr茅 con una amplia circulaci贸n en la documentaci贸n del diagrama del circuito estabilizador tipo 1117 del conmutador de red de bater铆a con la inclusi贸n paralela de sus salidas. Tiene preguntas sobre la aplicabilidad pr谩ctica, pero confirma el tema del art铆culo un poco m谩s que completamente. Cito un fragmento de la documentaci贸n del semiconductor ON, que se proporciona con explicaciones textuales:
La resistencia de 50 ohmios que se encuentra en serie con el pin de tierra del nivel del regulador superior desplaza su salida 300 mV m谩s que el regulador inferior. Esto mantiene el regulador inferior apagado hasta que se elimina la fuente de entrada.
PPS Termin茅 la conclusi贸n. M谩s precisamente, lo copi茅 de la sinopsis.
Sinopsis: No puede aumentar la corriente de salida de los reguladores de voltaje d茅biles mediante una simple conexi贸n en paralelo. Debe usar el m谩s dif铆cil o un esquema especial para compartir correctamente la corriente.