适用于输入输出电压组合的LDO应用

低压差（LDO）稳压器通常用作开关DC/DC转换器输出上的纹波抑制后稳压器。除了改善输出调节和最小化输出纹波和噪声外，这些LDO还可以改善瞬态响应。然而，作为添加到电路板的分立元件，它需要额外的电路板空间并增加了解决方案的成本。另一个限制是LDO的输出电流受器件温度上升的限制，因为功率耗散随着输出功率的增加而增加。为了解决这个问题并增加可用的输出电流，像凌力尔特这样的供应商已经将在单个封装中具有多个LDO的效率开关DC/DC转换器。 LDO可以并联工作，为设计人员提供多种易于实现的选项，适用于各种输入输出电压组合。因此，设计人员可以生成具有不同输出电流的多个输出电压。或者工程师可以并联所有LDO并散热以产生最大额定电流和功率的单一输出。

通过将高效降压型开关转换器与五个低噪声LDO阵列相结合，可单独使用在单个球栅阵列（BGA）封装中额定输出电流为1.1 A，Linear的μModule稳压器LTM8001提供了这样的解决方案。在一份题为“μModule稳压器结合一个具有五个1.1 A LDO的开关：将它们用于多个低噪声轨道，或将它们用于传播热量并将电流分配到5 A”的应用笔记中，线性应用工程师Andy Radosevich讨论了在以下操作LDO的方案并联以散热并在特定电压下增加输出电流或使用它们产生多个输出电压。¹

散热 - 基本上，5A降压转换器LTM8001在输入电压范围内工作6至36 V，支持1.2至24 V的输出电压范围。降压稳压器的5个1.1 A线性LDO可并联连接，以适应各种负载组合。虽然这些LDO中的三个与降压转换器的输出相连，但其他两个LDO连接在一个非专用输入上，如图1所示。

图1：三个降压转换器的五个LDO与降压转换器的输出相连，而另外两个LDO则连接到一个非专用输入。

LTM8001采用散热增强型，紧凑型（15×15 mm）和薄型（3.42 mm）超模压BGA封装，适用于标准表面贴装设备的自动装配。薄型封装可以利用PC板底部未使用的空间进行高密度负载点（POL）调节。

由于LTM8001的内部LDO通常设置为后调节输出在内置开关转换器中，LDO可以并联连接，以在所需输出电压下提升输出电流。然而，根据Linear的说法，为了使LDO接近其额定输出电流，输入到输出差分必须很低，因为随着输入到输出差分电压的增加会产生更多的热量。参考文献1中的应用笔记表明，当输入至输出差分较低时，接近压差电压时，LDO可以接近其额定输出电流工作。因此，根据应用笔记，开关转换器的输出必须接近最高电压输出LDO的最小输入电压。此外，如果LDO产生多个输出电压，LDO输出电流必须为额定输出电压相对较低的LDO。然而，根据Linear的说法，任何降额电流都可以通过将LDO并联到散热并增加电流容量来轻松恢复。

图2中的电路显示了并联运行LDO以增加输出电流和扩散的方案热度。如图所示，所有五个LDO并联连接，产生一个2.5 V，5 A输出。在这种情况下，LTM8001的内置开关转换器产生的输出电压为3 V，比LDO的2.5 V输出高500 mV。该输入至输出差分电压足够低，使LDO能够在1.1 A的额定负载电流附近工作。因此，输出电源为12 V时产生的最大输出电流为5A。根据Linear的应用请注意，500 mV差分的选择基于参数组合，其中包括所需的最大输出电流，考虑到零件间差异的退出裕度，工作温度的影响以及瞬态响应性能。

图2：LTM8001的5个LDO并联连接，在5 A时产生单个稳压2.5 V输出。

多输出

基于LTM8001的双低噪声输出解决方案如图3所示。 ，输入电源再次为12 V，但LDO配置为在5和3.3 V时产生两个稳压输出.5 V LDO输出具有与前一种情况相同的低500 mV输入至输出差分电压，因此LDO 1和2可以在其额定电流附近工作。同样，3.3 V输出的输入至输出差分电压较高，因此LDO 3，4和5的输出电流均需降额至330 mA。然而，三个并联的LDO执行散热，因此降额LDO的可用组合输出电流增加到1A。

应用笔记中的讨论表明LDO的偏置必须高1.6 V（最坏的情况） ）比最高相应的LDO输出电压。因此，对于图2中的单输出电路，偏置取自输入VIN，但对于图3中的双输出电路，5 V输出LDO的偏置来自VIN，而偏置则为3.3 V输出LDO来自5.5 V开关输出（VOUT0）。

图3：基于LTM8001的解决方案，分别用于产生5 V和3.3 V的两个稳压低噪声输出。

为了最大限度地降低电压纹波，开关转换器输出VOUT0和LDO输出VOUT1 - VOUT5上使用的电容经过优化，可最大限度地降低电压纹波。类似地，该电路显示来自VIN的偏置输入被滤波。由于LDO参考是噪声源，因此应用笔记显示电容被添加到SET1 - SET5以绕过LDO参考。因此，图3中双输出电路的测量噪声表明输出噪声频谱最小。图4显示5 V输出的一次谐波峰值为-63 dBm。

图4：图3中的5 V输出的输出噪声频谱最小化 - 谐波峰值在-63 dBm。总之，高效降压转换器LTM8001的五个LDO输出可配置为产生多达五种不同的输出电压，或组合在较高电流下产生单一输出。