Mais de uma ou duas vezes, me deparei com frases como "vamos ligar dois reguladores de tensão em paralelo se não houver corrente de saída suficiente de um". Incluindo aqui:
Aqui - no texto do autor sobre o PC Specialist (Spectrum)
habr.com/en/post/247211 (no final - o autor usou uma fonte de alimentação de comutação de dois canais).
Aqui - nos comentários
habr.com/en/post/400617/#comment_18002157E aqui - nos comentários
habr.com/ru/post/400381/#comment_17983821Sim, milhares deles:
electronics.stackexchange.com/questions/261537/dc-dc-boost-converter-in-parallelforum.allaboutcircuits.com/threads/paralleling-lm317ts.16198forum.arduino.cc/index.php?topic=65327.0 (a discussão é bastante indicativa do ponto de vista de negligenciar circuitos e economia de energia de um robô móvel).
Lembrando-se de um pequeno TOE e usando o simulador TINA-TI, mostraremos a
impossibilidade de realização da baixa comprovação de esperanças de um resultado favorável desse truque.
Sobre a conexão paralela de fontes de tensão do ponto de vista da lei de Ohm, Kirchhoff governa e o TOE que se juntou a elas.
Duas fontes de tensão (E
1 , E
2 ) com resistências internas (Rin
1 , Rin
2 ) operam na carga (R
n ). Tendo compilado e simplificado 3 equações - obtemos:
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 um valor nominal de 3,3 V com um desequilíbrio EMF de ± 0,1% (3,303 e 3,297 V, respectivamente), resistências internas de 0,01 Ohms e resistência de carga de 3,3 Ohms, obtemos correntes de 0,8 e 0,2 A, respectivamente (± 60% de esperado 0,5 A) com uma tensão a uma carga de 3,295 V. Preste atenção à magnitude do desequilíbrio inicial - se você não usar fontes de precisão de referência ultra-precisas e ultra-estáveis (custando como uma asa de um helicóptero), dificilmente é possível na microeletrônica "vulgar". E quanto melhores nossas fontes de tensão (sua resistência interna for menor) e quanto maior a resistência de carga, maior será o desequilíbrio de corrente, todas as outras coisas sendo iguais.
Armado com essa teoria simples, vamos dar uma olhada na estrutura interna dos estabilizadores de tensão.
Na conexão paralela de estabilizadores de tensão em termos da presença de feedback neles.
Como você sabe, um pouco mais do que todos os estabilizadores de tensão modernos são construídos como compensadores - o feedback monitora a tensão na saída do estabilizador e a mantém constante, alterando a resistência interna entre entrada e saída ou alterando a proporção de estados abertos e fechados entre entrada e saída. Isso implica no fato de que se uma tensão que exceda sua saída for aplicada à saída do estabilizador, o sistema operacional terá que desligar os elementos de controle e esse estabilizador sairá da luta pela vida útil da carga.
Não consideraremos casos de um estabilizador linear com uma saída push-pull (usada como fonte de energia para terminadores de memória DDR) e estabilizadores de pulso com retificação síncrona. O primeiro deve, e o segundo, teoricamente, pode tentar reduzir a tensão na saída.No caso do uso de estabilizadores de pulso, também se pode considerar coisas hipotéticas, como a batida das frequências de conversão ou sua auto-sincronização ... Mas isso vai além dos meus interesses atuais. Para encerrar a parte teórica, acrescento que, se alguém sugere o uso de relógio externo de estabilizadores de pulso com uma mudança de fase, você está atrasado. Por muitos anos, os microprocessadores Intel e AMD são alimentados por conversores multifásicos e, se houver um controlador de duas ou mais fases pronto, não faz sentido fazer sincronização externa para estabilizadores individuais.
Agora, vamos passar a simular a realidade.
Na conexão paralela de estabilizadores de tensão no simulador.
O primeiro exemplo é uma variação de um estabilizador linear simples do aplicativo. observação na referência de tensão ajustável do
tipo 431 .
Foi usado, por exemplo, em algumas fontes de alimentação ATX antigas para estabilizar a tensão de 3,3 V. Foi aplicado 5 V ao dreno do transistor de controle e o resistor no circuito do portão foi alimentado a 12 V.Como não nos preocupamos com a eficiência na simulação, por uma questão de simplicidade, há uma única fonte de energia na entrada. Além disso - em movimento, não encontrei um meio de introduzir um erro na tensão de referência TL431, exceto para adicionar um gerador de tensão G1 ao circuito do eletrodo de controle. Aqui está o resultado do cálculo (menu "Análise DC", seção "Características transitórias"):
Como você pode ver, um desequilíbrio das tensões de referência de 3 mV é suficiente para que um dos estabilizadores se transforme em abóbora. E isso é apenas 0,12% da nominal, e nem todos os 431 têm uma precisão melhor que 0,5%.
A proposta “colocamos um cortador no circuito de realimentação e ajustamos a divisão correta da corrente de carga” rejeito com base no fato de que resistores de ajuste típicos (Bourns e muRata, em concha, simples e multivoltas) têm resistência a vibrações de até 1% (alterando a relação fixa de tensões ou resistências após vibração com aceleração 20..30 G).
As danças mencionadas nos links para recursos externos com resistores em série nas saídas dos estabilizadores - nem vou considerar. Só porque isso mata para o que o estabilizador de tensão está realmente instalado - uma tensão constante na carga quando o consumo atual muda.
Lembrei-me então de que geralmente existem capacitores na saída ... A adição de capacitores de 1000 μF às saídas com um ESR de 100 mOhm não fez nenhuma diferença fundamental nos resultados da simulação da operação paralela desses estabilizadores (menu "Transient Analysis").
Talvez alguém diga: "O limite atual do primeiro estabilizador funcionará e o segundo também será conectado". Mas é óbvio que, mesmo que isso aconteça, o primeiro continuará trabalhando com sobrecarga, o que não adicionará confiabilidade ao nosso sistema. Aqui está um exemplo da operação do par LP2951 (a corrente de carga máxima é de 100 mA, o limite de corrente no modelo é de cerca de 160 mA) com uma corrente de carga total de cerca de 180 mA.
Por que esse lixo? Como eu os tenho em um DIP conveniente para entrar no "quadro maluco" e, se um dos leitores quiser seguir o caminho de Thomas, eu posso medir todos os IRLs.Resultados da simulação (menu Transient Analysis):
Como você vê, o segundo não pensa em participar ativamente da economia de carga da fome. E graças a um ganho maior - a saída do jogo ocorre com menos desequilíbrio.
Isso é tudo. Coma direito!
Conclusão
Se a corrente máxima de saída do estabilizador de tensão não atender às necessidades do circuito alimentado, haverá apenas duas saídas - substitua o estabilizador por um modelo com uma corrente de saída mais alta ou use o balanceamento de circuito das correntes de saída de vários estabilizadores.
PS "Todo bast está em uma fileira." Durante a preparação do artigo, deparei com um diagrama amplamente divulgado na documentação para o diagrama de circuito estabilizador do tipo 1117 do comutador de rede de baterias com a inclusão paralela de suas saídas. Ela tem perguntas sobre a aplicabilidade prática, mas confirma o tópico do artigo um pouco mais do que completamente. Cito um fragmento da documentação do ON semiconductor, que é fornecida com explicações textuais:
O resistor de 50 Ohms que está em série com o pino de aterramento do nível superior do regulador muda sua saída 300 mV mais alto que o regulador inferior. Isso mantém o regulador inferior desligado até a fonte de entrada ser removida.
PPS Eu terminei a conclusão. Mais precisamente - copiou-o da sinopse.
Sinopse: Você não pode aumentar a corrente de saída dos reguladores de tensão fraca com uma simples conexão paralela. Você deve usar um ou um esquema especial para compartilhar corretamente o atual.