提高极低压差稳压器输出电流，实现均匀散热的并联设计

本文说明如何将3 A LT3033极低压差稳压器(VLDO)并联产生3 A以上电流并改善散热情况。利用LT3033的内置输出电流监测功能可以简化并联电路的设计，实现均流。

LT3033的输入电压范围是1.14 V至10 V， 输出电压可低至0.2 V，负载电流可达3 A。在满负载时的压差仅95 mV。工作时静态电流为1.8 mA，关断时降至22μA。可由用户设定的限流功能和热保护使其具有高电流、低电压应用所必需的鲁棒性。

参考设计：3 A、单VLDO应用

图1显示LT3033通过1.2V输入电源提供0.9V、3A的输出。IN和OUT引脚需要至少10 μF的极低ESR陶瓷电容，以保持稳定性。在VOUT和ADJ引脚之间增加一个前馈电容(CFF)，可改善瞬态响应并降低输出电压噪声。在REF/BYP引脚到GND之间设置10 nF旁路电容通常可在10 Hz至100 kHz带宽内将输出电压噪声降至60 μV rms，并软启动基准电压源。调节所需的最小输入电压等于调节输出电压VOUT加上压差或1.14 V，取其较大值。演示板见图2。

图1.LT3033典型应用。

图2.LT3033演示板。

客户可以通过在ILIM引脚与GND之间连接一个电阻自行设定限流值，在宽温度范围内精度可达±12%。当输入与输出的差分电压超过5 V时，具有折返功能的内部限流会替代外部限流。

LT3033通过测量IMON到GND的电阻电压来实现输出电流监测。IMON引脚是芯片内部PNP的集电极，它以1:2650的比率镜像LT3033输出PNP的电流。当电阻电压不高于VOUT–400 mV时，它与输出电流成正比。

该输出电流监测功能有助于实现多个LT3033的均流。

尽管LT3033的尺寸很小，但它仍然集成了许多保护功能，包括具有折返功能的内部限流、热限制、反向电流和电池反接保护。

两个LT3033并联用于6 A应用

对于需要3 A以上电流的应用，可以利用其电流监测功能将多个LT3033并联。图3显示两个LT3033以及两个2N3904 NPN器件通过并联，以产生1.5 V、6 A输出。每个器件的IN引脚和OUT引脚分别相连。一个LT3033充当主器件，控制另一个LT3033从器件。

将IMON引脚与NPN电流镜组合使用，可创建一个简单的放大器。该放大器将电流注入LT3033从器件的反馈分压器中，强制使每个LT3033的IMON电流相等。100 Ω电阻可在满负载条件下提供113 mV的发射极负反馈，以确保良好的电流镜匹配。LT3033从器件的输出电压设置为1.35 V，比电路输出低10％，以确保LT3033主器件掌握控制权。LT3033从器件的反馈电阻拆分成多个区段，以确保为从器件的NPN提供足够的裕量。从器件的IMON引脚上添加了一个10 nF电容和5.1 kΩ电阻的组合，对反馈环路进行频率补偿。

尽管该电路可以提供6 A的负载电流，但由于两个NPN器件之间的失配导致电路板上热量分布不均匀，从而限制了均流精度。使用匹配的单芯片晶体管（例如，ADI公司的MAT14）来代替两个分立式NPN器件，可以获得更高的均流精度。MAT14是一款四通道单芯片NPN晶体管，具有出色的参数匹配性能。其最大电流增益匹配为4%。

图4比较了使用分立式和匹配的NPN器件时每个LDO稳压器的相应输出电流。与2N3904相比，MAT14电流镜的电流失配率从5.3%降至1.6%。

图3.两个LT3033并联。

图4.通过使用匹配的MAT14单芯片四通道三极管和并联LDO稳压器，降低了均流失配。

图5.采用MAT14，四个LT3033并联。

图6.四个LT3033并联时的热性能。

使用匹配元件并联四个LT3033，以实现平衡均流和均匀散热

通过扩展电流镜和添加LT3033从器件，该并行电路架构可根据需要扩展，使用更多LT3033。图5显示使用MAT14、四个LT3033并联的均流解决方案。热性能如图6所示。四个LT3033的温度在51°C至58°C范围内。考虑每个器件沿输入走线的压降，电路板上散热均匀，表明该解决方案实现了平衡均流。图7显示在1.8 V输入下运行提供1.5 V输出、12 A电源的瞬态响应。

图7.四个LT3033并联的负载瞬态响应。

结论

LT3033是一款3A VLDO稳压器，采用3 mm × 4 mm封装。其内置输出电流监测功能，将多个LT3033 VLDO稳压器并联即可用于大电流应用。LT3033在满负载条件下的典型压差仅为95 mV，非常适合低输入电压至低输出电压的大电流应用，与开关稳压器的电效率相当。其他特性包括可设定限流、电源良好标志和热限制，可提供可靠和稳定的解决方案。电池供电系统可受益于低静态电流和电池反接保护。

作者简介

Huiyu (Molly) Zhu是ADI公司Power by Linear部门的高级应用工程师。她于1998和2000年分别获得清华大学电子工程学士学位和硕士学位，并于2005年获得弗吉尼亚理工学院暨州立大学（位于弗吉尼亚州布莱克斯堡）电气工程博士学位。联系方式：molly.zhu@analog.com。

Fei Guo是ADI公司的现场应用工程师，负责旧金山湾区的市场支持。他曾担任ADI公司高级应用工程师，负责隔离电源转换器产品线支持。Fei拥有圣塔克拉拉大学电气工程硕士学位。他负责仪器仪表、汽车、工业和通信产品的电源转换器设计。Fei的爱好包括高保真音响、摄影以及与他的两个孩子一起玩乐。联系方式：fei.guo@analog.com。