Est-il correct de connecter la sortie du régulateur buck en parallèle?

J'utilise un régulateur buck MCP16322 alimenté à partir de 12V et des sorties 5V et 2A. Est-il correct de connecter la sortie de deux d'entre eux en parallèle? La connexion des sorties en parallèle perturbe-t-elle les valeurs de capacité maximale sur la sortie des régulateurs? Est-il préférable de connecter les sorties en parallèle via des diodes? Les diodes provoqueront une baisse de 0,7 V, ce que j'évite plutôt.

Voici le circuit d'application.

La connexion directe des sorties de plusieurs régulateurs, commutés ou linéaires, est déconseillée pour les raisons suivantes:

• Une différence marginale de la tension de sortie ferait circuler des courants élevés entre les broches de sortie du régulateur, endommageant potentiellement l'un des régulateurs.

  Le MCP16322 est évalué pour une précision de 2%, donc pour une sortie nominale de 5 volts, un régulateur pourrait être à 4,9 volts, l'autre à 5,1 volts. L'écart de 0,2 volt entraînerait un flux de courant entre les sorties limité uniquement par l'impédance du rail des régulateurs.

• Tout retard dans la mise sous tension ou la mise hors tension de l'un ou l'autre des régulateurs entraînerait une rétro-alimentation du régulateur alimenté au régulateur non alimenté.

  De par sa conception, l'approche indiquée dans la question fera fonctionner l'un des régulateurs tandis que l'autre ne fonctionnera pas - si l'une des sources d'alimentation est coupée à un moment donné. Il s'agit d'un mode de défaillance avec une forte probabilité de dommages à l'appareil

  Même si les deux régulateurs étaient alimentés par une source commune, il y aura des décalages dans la synchronisation de mise sous tension pendant le démarrage des deux oscillateurs. C'est pourquoi le séquençage des alimentations est nécessaire, et il existe des pièces spéciales pour ce séquençage.

• Il y aura des demandes de tension de crête / courant de crête plus élevées sur les condensateurs de l'étage de sortie des régulateurs, en raison des effets additifs des tensions d'ondulation (non synchronisées) des deux.

  Un contrôleur buck qui prend en charge la synchronisation et le séquencement serait nécessaire, au lieu du périphérique sélectionné. Si la conception proposée dans la question est utilisée telle quelle, même en l'absence de défaillance immédiate, la détérioration des composants réduirait la longévité attendue de l'appareil en raison d'une exposition répétée à des contraintes non prévues.

La solution :

Au lieu d'une diode-OU des sorties des deux régulateurs abaisseurs, utilisez des diodes pour fusionner les sources d'entrée de 12 volts . La conception peut alors utiliser un seul régulateur buck au lieu de plusieurs. La fiche technique indique que le régulateur n'aura aucun problème à utiliser une entrée de 11,3 volts au lieu de 12 volts pour produire une sortie régulée de 5 volts comme vous le souhaitez.

Cet article sur le séquençage de plusieurs rails de tension peut être une lecture utile, il traite des problèmes de séquençage et de dégénérescence des composants.

Ce n'est généralement pas une bonne idée de mettre en parallèle la sortie de deux alimentations. Il est peu probable que les deux alimentations soient à la même tension de sortie exacte. En conséquence, l'un aura tendance à essayer de fournir toute la charge tandis que l'autre aura tendance à tourner au ralenti à faible charge. En fonction des caractéristiques de filtrage utilisées dans les réseaux de rétroaction sur les deux alimentations, il est possible qu'une oscillation se produise également.

Maintenant, tout cela dit, il existe des alimentations conçues spécifiquement pour pouvoir être mises en parallèle. Ceux-ci ont souvent une ligne de détection spéciale qui se connecte entre toutes les sorties d'alimentation qui est utilisée pour prendre en charge un partage de courant équilibré entre les alimentations. Les conceptions de ce type sont plus chères et ajoutent des composants supplémentaires à la carte de circuit imprimé. Les alimentations de partage de courant doivent également ajouter des niveaux supplémentaires de détection de panne pour garantir un fonctionnement / arrêt en toute sécurité en cas de défaillance du schéma de partage de courant commun ou de la défaillance de certains composants d'une alimentation particulière.

Il n'est pas rare de voir ce type d'alimentation à utilisation parallèle utilisé dans les ordinateurs serveurs où l'alimentation est ajoutée de manière modulaire au serveur lorsque des processeurs, de la mémoire et des cartes d'E / S supplémentaires sont ajoutés au serveur. Beaucoup de ces alimentations contiennent des microcontrôleurs internes qui exécutent des algorithmes de détection de pannes sophistiqués pour les rendre sûrs en mode de défaillance.

Pour surmonter les problèmes dus à la connexion parallèle (mentionnés dans les réponses précédentes), vous pouvez effectuer certaines modifications de circuit comme indiqué dans cet article sur Electronic Design ou cette note d'application de Texas Instruments .

Bien sûr, tout dépend des circonstances, mais cette recommandation peut vous aider à élargir les capacités actuelles de votre conception.

Non, ce n'est pas recommandé. Comme déjà indiqué, il y aura des tolérances dans les circuits, conduisant à des tensions de sortie légèrement inégales. Le mâle avec la tension de sortie la plus élevée «gagnera» et fournira tout le courant de charge au début. Lorsqu'il atteint sa limite de courant, sa tension de sortie s'effondre. À ce stade, le DC-DC avec la tension de sortie la plus faible commencera à contribuer.

Il est assez courant dans l'industrie de mettre en parallèle des convertisseurs CC-CC en utilisant une technique appelée statisme de tension. Il s'agit essentiellement de créer une résistance artificielle en série avec la sortie du convertisseur DC-DC pour faciliter le partage du courant. Vous pouvez en lire plus dans cet article .

Oui, cela est possible, mais avec de nombreuses complications liées à l'utilisation de solutions basées sur des transformateurs telles que la gestion du partage de courant.

Il existe également des solutions basées sur des condensateurs, qui ont été récemment inventées et qui n'ont pas à se soucier autant du partage de courant, et sont séparées par la fréquence de fonctionnement, bien qu'il y ait probablement d'autres problèmes.

Une grande partie de l'industrie utilise POL pour gérer la conversion directement au niveau du processeur ou du point de charge, mais certaines entreprises recherchent des alternatives. Bien que j'imagine que le multiphasé résout cela pour certaines applications. Bien que ce soit un peu cher en termes de surface de carte et de solutions de refroidissement. Le convertisseur Cuk peut également être une bonne alternative pour la fiabilité et les solutions durables.