Plus d'une ou deux fois, je suis tombé sur des phrases comme "Allumons deux régulateurs de tension en parallèle s'il n'y a pas assez de courant de sortie d'un". Y compris ici:
Ici - dans le texte de l'auteur sur le spécialiste PC (spectre)
habr.com/en/post/247211 (à la fin - l'auteur a utilisé une alimentation à découpage à deux canaux).
Ici - dans les commentaires
habr.com/en/post/400617/#comment_18002157Et ici - dans les commentaires
habr.com/ru/post/400381/#comment_17983821Oui, des milliers d'entre eux:
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 discussion est plutôt indicative du point de vue de la négligence des circuits et des économies d'énergie d'un robot mobile).
En rappelant un peu la TOE et en utilisant le simulateur TINA-TI, nous montrerons l'
irréalisabilité de la faible justification des espoirs d'une issue favorable de cette triche.
À propos de la connexion parallèle des sources de tension du point de vue de la loi d'Ohm, des règles de Kirchhoff et de la TOE qui les a rejointes.
Deux sources de tension (E
1 , E
2 ) à résistances internes (Rin
1 , Rin
2 ) fonctionnent sur la charge (R
n ). Après avoir compilé et simplifié 3 équations - nous obtenons:
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 .
En prenant une valeur nominale de 3,3 V avec un déséquilibre EMF de ± 0,1% (3,303 et 3,297 V, respectivement), des résistances internes de 0,01 Ohms et une résistance de charge de 3,3 Ohms, nous obtenons des courants de 0,8 et 0,2 A, respectivement (± 60% de prévu 0,5 A) avec une tension à une charge de 3,295 V. Faites attention à l'ampleur du déséquilibre initial - si vous ne prenez pas des sources de tension de référence ultra-précises et ultra-stables (coûtant comme une aile d'un hélicoptère), il est difficilement réalisable en microélectronique "vulgaire". Et plus nos sources de tension sont meilleures (leur résistance interne est moindre) et plus la résistance de charge est élevée, plus le déséquilibre de courant sera grand, toutes choses étant égales par ailleurs.
Armés de cette théorie simple, examinons de plus près la structure interne des stabilisateurs de tension.
Sur la connexion parallèle des stabilisateurs de tension en termes de présence de rétroaction en eux.
Comme vous le savez, un peu plus que tous les stabilisateurs de tension modernes sont construits comme compensateurs - la rétroaction surveille la tension à la sortie du stabilisateur et la maintient constante soit en changeant la résistance interne entre l'entrée et la sortie, soit en changeant le rapport des états fermés et ouverts entre l'entrée et la sortie. Cela implique le fait que si une tension dépassant sa sortie est appliquée à la sortie du stabilisateur, le système d'exploitation devra éteindre les éléments de contrôle et ce stabilisateur quittera la lutte pour la vie de la charge.
Nous ne considérerons pas les cas d'un stabilisateur linéaire avec une sortie push-pull (utilisé comme source d'alimentation pour les terminateurs de mémoire DDR) et des stabilisateurs d'impulsions avec rectification synchrone. Les premiers devraient, et les seconds, théoriquement, peuvent essayer de réduire la tension à leur sortie.Dans le cas de l'utilisation de stabilisateurs d'impulsions, on peut aussi considérer des choses hypothétiques comme le rythme des fréquences de conversion ou leur auto-synchronisation ... Mais cela dépasse la portée de mes intérêts actuels. Pour terminer la partie théorique, j'ajoute que si quelqu'un suggère d'utiliser une synchronisation externe des stabilisateurs d'impulsions avec un déphasage, alors vous êtes en retard. Pendant de nombreuses années, les microprocesseurs Intel et AMD ont été alimentés par des convertisseurs polyphasés, et s'il existe un contrôleur biphasé prêt à l'emploi, il est inutile de faire une synchronisation externe pour les stabilisateurs individuels.
Passons maintenant à la simulation de la réalité.
Sur la connexion parallèle des stabilisateurs de tension dans le simulateur.
Le premier exemple est une variante d'un simple stabilisateur linéaire de l'application. note sur la référence de tension réglable
type 431 .
Il a été utilisé, par exemple, dans certaines premières alimentations ATX pour stabiliser la tension de 3,3 V. 5 V ont été appliqués au drain du transistor de commande, et la résistance dans le circuit de grille était alimentée à partir de 12 V.Comme nous ne nous soucions pas de l'efficacité dans la simulation, pour plus de simplicité, il y a une seule source d'alimentation à l'entrée. Aussi - en cours de route, je n'ai pas trouvé de moyen d'introduire une erreur dans la tension de référence TL431, sauf pour ajouter un générateur de tension G1 au circuit d'électrode de commande. Voici le résultat du calcul (menu "Analyse DC", section "Caractéristiques transitoires"):
Comme vous pouvez le voir, un déséquilibre des tensions de référence de 3 mV suffit pour que l'un des stabilisateurs se transforme en citrouille. Et cela ne représente que 0,12% de la valeur nominale, et même tous les 431 n'ont pas une précision meilleure que 0,5%.
La suggestion «nous avons mis un trimmer dans le circuit de rétroaction et ajusté la division correcte du courant de charge», je rejette sur la base que les résistances de réglage typiques (Bourns et muRata, en coupe, simple et multi-tours) ont une résistance aux vibrations jusqu'à 1% (en changeant le rapport fixe des tensions ou résistances après vibration avec accélération 20..30 G).
Les danses mentionnées dans les liens vers les ressources étrangères avec des résistances en série aux sorties des stabilisateurs - je ne les considérerai même pas. Tout simplement parce que cela tue pour quoi le stabilisateur de tension est réellement installé - une tension constante sur la charge lorsque sa consommation de courant change.
Ensuite, je me suis souvenu qu'il y avait généralement des condensateurs à la sortie ... L'ajout de condensateurs de 1000 μF aux sorties avec un ESR de 100 mOhm n'a pas fait de différence fondamentale dans les résultats de la simulation du fonctionnement en parallèle de ces stabilisateurs (menu "Analyse transitoire").
Peut-être que quelqu'un dira: "La limite actuelle du premier stabilisateur fonctionnera et le second se connectera également." Mais il est évident que même si cela se produit, le premier continuera de toute façon à fonctionner avec une surcharge, ce qui n'ajoutera pas de fiabilité à notre système. Voici un exemple de fonctionnement de la paire LP2951 (le courant de charge maximum est de 100 mA, la limite de courant dans le modèle est d'environ 160 mA) avec un courant de charge total d'environ 180 mA.
Pourquoi ces ordures? Parce que je les ai dans un DIP pratique pour coller dans le "tableau fou" et, si l'un des lecteurs veut suivre le chemin de Thomas, alors je peux mesurer tous les IRL.Résultats de la simulation (menu Analyse transitoire):
Comme vous le voyez, le second ne pense pas participer activement à sauver la charge de la faim. Et grâce à un gain plus important - la sortie du jeu se produit avec moins de déséquilibre.
C’est tout. Mangez bien!
Conclusion
Si le courant de sortie maximum du stabilisateur de tension ne répond pas aux besoins du circuit alimenté, alors il n'y a que deux sorties - remplacez le stabilisateur par un modèle avec un courant de sortie plus élevé ou utilisez l'équilibrage du circuit des courants de sortie de plusieurs stabilisateurs.
PS "Chaque bast est dans une rangée." Au cours de la préparation de l'article, je suis tombé sur un schéma de distribution largement diffusé dans la documentation du stabilisateur de type 1117 du commutateur réseau de batterie avec l'inclusion parallèle de leurs sorties. Elle a des questions sur l'applicabilité pratique, mais elle confirme un peu plus que complètement le sujet de l'article. Je cite un fragment de la documentation de ON semiconductor, qui est fourni avec des explications textuelles:
La résistance de 50 Ohms qui est en série avec la broche de masse du niveau du régulateur supérieur décale sa sortie de 300 mV plus haut que le régulateur inférieur. Cela maintient le régulateur inférieur éteint jusqu'à ce que la source d'entrée soit supprimée.
PPS J'ai terminé la conclusion. Plus précisément - copié à partir du synopsis.
Synopsis: Vous ne pouvez pas augmenter le courant de sortie des régulateurs de tension faibles par une simple connexion parallèle. Vous devez utiliser un schéma plus simple ou spécial pour un partage correctement actuel.