Mehr als ein- oder zweimal stieß ich auf Sätze wie "Schalten wir zwei Spannungsregler parallel ein, wenn nicht genug Ausgangsstrom von einem vorhanden ist." Einschließlich hier:
Hier - im Text des Autors über den PC-Spezialisten (Spectrum)
habr.com/de/post/247211 (am Ende - verwendete der Autor ein zweikanaliges Schaltnetzteil).
Hier - in den Kommentaren
habr.com/de/post/400617/#comment_18002157Und hier - in den Kommentaren
habr.com/ru/post/400381/#comment_17983821Ja, Tausende von ihnen:
electronic.stackexchange.com/questions/261537/dc-dc-boost-converter-in-parallelforum.allaboutcircuits.com/threads/paralleling-lm317ts.16198forum.arduino.cc/index.php?topic=65327.0 (die Diskussion ist unter dem Gesichtspunkt der Vernachlässigung von Schaltkreisen und der Energieeinsparung eines mobilen Roboters ziemlich bezeichnend).
Wenn wir uns an einen kleinen EVG erinnern und den TINA-TI-Simulator verwenden, werden wir die
Unrealisierbarkeit der geringen Begründung der Hoffnungen auf ein günstiges Ergebnis dieses Betrugs zeigen.
Über die Parallelschaltung von Spannungsquellen aus Sicht des Ohmschen Gesetzes, der Kirchhoff-Regeln und des EVG, die sie verbunden haben.
An der Last (R
n ) arbeiten zwei Spannungsquellen (E
1 , E
2 ) mit Innenwiderständen (Rin
1 , Rin
2 ). Nachdem wir 3 Gleichungen zusammengestellt und vereinfacht haben, erhalten wir:
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 .
Bei einem Nennwert von 3,3 V mit einem EMF-Ungleichgewicht von ± 0,1% (3,303 bzw. 3,297 V), Innenwiderständen von 0,01 Ohm und einem Lastwiderstand von 3,3 Ohm erhalten wir Ströme von 0,8 bzw. 0,2 A (± 60% von erwartete 0,5 A) bei einer Spannung bei einer Last von 3,295 V. Achten Sie auf die Größe des anfänglichen Ungleichgewichts. Wenn Sie keine ultrapräzisen und ultra-stabilen Referenzspannungsquellen verwenden (Kosten wie ein Flügel eines Hubschraubers), ist dies in der "vulgären" Mikroelektronik kaum erreichbar. Und je besser unsere Spannungsquellen sind (ihr Innenwiderstand ist geringer) und je höher der Lastwiderstand ist, desto größer ist das Stromungleichgewicht, wenn alle anderen Dinge gleich sind.
Mit dieser einfachen Theorie wollen wir uns die interne Struktur von Spannungsstabilisatoren genauer ansehen.
Über die Parallelschaltung von Spannungsstabilisatoren hinsichtlich des Vorhandenseins von Rückkopplungen in ihnen.
Wie Sie wissen, sind etwas mehr als alle modernen Spannungsstabilisatoren als Kompensationsstabilisatoren gebaut. Die Rückkopplung überwacht die Spannung am Ausgang des Stabilisators und hält sie konstant, indem entweder der Innenwiderstand zwischen Eingang und Ausgang oder das Verhältnis von geschlossenen und offenen Zuständen zwischen Eingang und Ausgang geändert wird. Dies impliziert die Tatsache, dass, wenn eine Spannung, die ihren Ausgang überschreitet, an den Ausgang des Stabilisators angelegt wird, das Betriebssystem die Steuerelemente ausschalten muss und dieser Stabilisator den Kampf um die Lebensdauer der Last beendet.
Wir werden keine Fälle eines linearen Stabilisators mit einem Push-Pull-Ausgang (der als Stromquelle für DDR-Speicherabschluss verwendet wird) und Impulsstabilisatoren mit synchroner Gleichrichtung betrachten. Ersteres sollte und letzteres könnte theoretisch versuchen, die Spannung an ihrem Ausgang zu reduzieren.Bei der Verwendung von Pulsstabilisatoren kann man auch hypothetische Dinge wie den Takt der Umwandlungsfrequenzen oder deren Selbstsynchronisation berücksichtigen ... Dies liegt jedoch außerhalb des Rahmens meiner derzeitigen Interessen. Um den theoretischen Teil abzuschließen, füge ich hinzu, dass Sie zu spät kommen, wenn jemand vorschlägt, die externe Taktung von Impulsstabilisatoren mit einer Phasenverschiebung zu verwenden. Intel- und AMD-Mikroprozessoren werden seit vielen Jahren von Mehrphasen-Wandlern angetrieben. Wenn es einen vorgefertigten Zwei- oder Mehrphasenregler gibt, ist es nicht sinnvoll, eine externe Synchronisation für einzelne Stabilisatoren durchzuführen.
Kommen wir nun zur Simulation der Realität.
Über die Parallelschaltung von Spannungsstabilisatoren im Simulator.
Das erste Beispiel ist eine Variation eines einfachen linearen Stabilisators aus App. Hinweis zur einstellbaren Spannungsreferenz
Typ 431 .
Es wurde zum Beispiel in einigen frühen ATX-Stromversorgungen verwendet, um die Spannung von 3,3 V zu stabilisieren. 5 V wurden dem Drain des Steuertransistors zugeführt, und der Widerstand in der Gate-Schaltung wurde von 12 V gespeist.Da uns die Effizienz bei der Simulation nicht wichtig ist, befindet sich der Einfachheit halber eine einzige Stromquelle am Eingang. Außerdem habe ich unterwegs kein Mittel gefunden, um einen Fehler in die Referenzspannung TL431 einzuführen, außer einen Spannungsgenerator G1 zur Steuerelektrodenschaltung hinzuzufügen. Hier ist das Berechnungsergebnis (Menü "DC-Analyse", Abschnitt "Transienteigenschaften"):
Wie Sie sehen können, reicht eine Unwucht der Referenzspannungen von 3 mV aus, damit sich einer der Stabilisatoren in einen Kürbis verwandelt. Und das sind nur 0,12% des Nennwerts, und selbst nicht jeder 431 hat eine Genauigkeit von mehr als 0,5%.
Der Vorschlag „Wir setzen einen Trimmer in den Rückkopplungskreis ein und stellen die korrekte Aufteilung des Laststroms ein“ lehne ich mit der Begründung ab, dass typische Abstimmwiderstände (Bourns und muRata, hohl, einfach und mehrwindig) einen Vibrationswiderstand von bis zu 1% haben (Änderung des festen Verhältnisses von Spannungen oder Widerständen danach) Vibration mit Beschleunigung 20..30 G).
Die Tänze, die in den Links zu fremden Ressourcen mit Vorwiderständen an den Ausgängen der Stabilisatoren erwähnt werden - ich werde es nicht einmal berücksichtigen. Nur weil dies das zerstört, wofür der Spannungsstabilisator tatsächlich installiert ist - eine konstante Spannung an der Last, wenn sich ihr Stromverbrauch ändert.
Dann erinnerte ich mich, dass sich normalerweise Kondensatoren am Ausgang befinden ... Das Hinzufügen von 1000 μF Kondensatoren zu den Ausgängen mit einem ESR von 100 mOhm hatte keinen grundlegenden Einfluss auf die Ergebnisse der Simulation des Parallelbetriebs dieser Stabilisatoren (Menü "Transientenanalyse").
Vielleicht wird jemand sagen: "Die Strombegrenzung des ersten Stabilisators wird funktionieren und der zweite wird ebenfalls eine Verbindung herstellen." Aber es ist offensichtlich, dass selbst in diesem Fall der erste ohnehin weiterhin mit Überlastung arbeitet, was die Zuverlässigkeit unseres Systems nicht erhöht. Hier ist ein Beispiel für den Betrieb des LP2951-Paares (maximaler Laststrom beträgt 100 mA, Strombegrenzung im Modell beträgt ca. 160 mA) mit einem Gesamtlaststrom von ca. 180 mA.
Warum so ein Müll? Weil ich sie in einem DIP habe, das praktisch ist, um in das "verrückte Board" zu stecken, und wenn einer der Leser dem Weg von Thomas folgen möchte, kann ich alle IRLs messen.Simulationsergebnisse (Menü Transientenanalyse):
Wie Sie sehen, glaubt der zweite nicht, aktiv daran teilzunehmen, die Last vor dem Hunger zu bewahren. Und dank eines größeren Gewinns erfolgt der Ausstieg aus dem Spiel mit weniger Ungleichgewicht.
Das ist alles Iss richtig!
Fazit
Wenn der maximale Ausgangsstrom des Spannungsstabilisators nicht den Anforderungen des eingespeisten Stromkreises entspricht, gibt es nur zwei Ausgänge - ersetzen Sie den Stabilisator durch ein Modell mit einem höheren Ausgangsstrom oder verwenden Sie einen Schaltungsausgleich der Ausgangsströme mehrerer Stabilisatoren.
PS "Jeder Bast ist in einer Reihe." Während der Vorbereitung des Artikels stieß ich auf ein in der Dokumentation weit verbreitetes Schaltbild des Stabilisatorschalters vom Typ 1117 des Batterienetzwerkschalters mit paralleler Einbeziehung seiner Ausgänge. Sie hat Fragen zur praktischen Anwendbarkeit, bestätigt aber das Thema des Artikels etwas mehr als vollständig. Ich zitiere ein Fragment aus der Dokumentation von ON Halbleiter, das mit Texterklärungen versehen ist:
Der 50-Ohm-Widerstand, der mit dem Erdungsstift des oberen Reglerpegels in Reihe geschaltet ist, verschiebt seinen Ausgang 300 mV höher als der untere Regler. Dies hält den unteren Regler ausgeschaltet, bis die Eingangsquelle entfernt wird.
PPS Ich habe den Abschluss beendet. Genauer gesagt - kopiert von der Inhaltsangabe.
Synopsis: Sie können den Ausgangsstrom schwacher Spannungsregler nicht durch einfache Parallelschaltung erhöhen. Sie müssen den schwierigsten oder einen speziellen Schaltplan verwenden, um die aktuelle Freigabe zu gewährleisten.