¿Está bien conectar la salida del regulador buck en paralelo?

Estoy usando el regulador de inversión MCP16322 alimentado desde 12V y salidas de 5V y 2A. ¿Está bien conectar la salida de dos de estos en paralelo? ¿Conectar las salidas en paralelo estropea los valores máximos de capacitancia en la salida de los reguladores? ¿Es mejor conectar las salidas en paralelo a través de diodos? Los diodos causarán una caída de .7v, lo que prefiero evitar.

Aquí está el circuito de aplicación.

La conexión directa de las salidas de múltiples reguladores, conmutadas o lineales, no es aconsejable por las siguientes razones:

• Una diferencia marginal en el voltaje de salida causaría el flujo de altas corrientes entre los pines de salida del regulador, dañando potencialmente uno de los reguladores.

  El MCP16322 tiene una precisión del 2%, por lo tanto, para una salida nominal de 5 voltios, un regulador podría estar a 4.9 voltios y el otro a 5.1 voltios. El espacio de 0.2 voltios causaría un flujo de corriente entre las salidas limitado solo por la impedancia del riel de los reguladores.

• Cualquier retraso en el encendido o apagado de cualquiera de los reguladores causaría una retroalimentación del regulador con alimentación al no alimentado.

  Por diseño, el enfoque establecido en la pregunta tendrá uno de los reguladores funcionando mientras que el otro no lo estará, si una de las fuentes de alimentación está apagada en un momento dado. Este es un modo de falla con una gran probabilidad de daño al dispositivo.

  Incluso si los dos reguladores fueron alimentados por una fuente común, habrá desajustes en el tiempo de encendido mientras los dos osciladores se están iniciando. Esta es la razón por la cual se requiere la secuenciación de las fuentes de alimentación, y hay partes de propósito especial para esta secuenciación.

• Habrá mayores demandas de voltaje pico / corriente pico en los condensadores de etapa de salida de los reguladores, debido a los efectos aditivos de los voltajes de ondulación (no sincronizados) de los dos.

  Se requeriría un controlador Buck que admita sincronización y secuenciación, en lugar del dispositivo seleccionado. Si el diseño propuesto en la pregunta se usa tal cual, incluso si no hay una falla inmediata, el deterioro de los componentes reduciría la longevidad esperada del dispositivo debido a la exposición repetida a tensiones no diseñadas.

La solución :

En lugar de un diodo-O de las salidas de los dos reguladores, use diodos para fusionar las fuentes de entrada de 12 voltios . El diseño puede usar un regulador de un solo dólar en lugar de múltiples. La hoja de datos indica que el regulador no tendrá ningún problema al usar una entrada de 11.3 voltios en lugar de 12 voltios, para producir una salida regulada de 5 voltios como se desee.

Este artículo sobre la secuenciación de múltiples rieles de voltaje puede ser una lectura útil, analiza los problemas de secuenciación y degeneración de componentes.

En general, no es una buena idea poner en paralelo la salida de dos fuentes de alimentación. Es poco probable que ambas fuentes de alimentación tengan el mismo voltaje de salida exacto. Como resultado, uno tenderá a intentar suministrar toda la carga, mientras que el otro tenderá a ralentí a baja carga. Dependiendo de las características de filtrado utilizadas en las redes de retroalimentación en las dos fuentes de alimentación, es posible que también ocurra oscilación.

Ahora, todo lo dicho es que hay fuentes de alimentación diseñadas específicamente para poder conectarse en paralelo. Estos a menudo tienen una línea de detección especial que se conecta entre todas las salidas de la fuente de alimentación que se utiliza para admitir un intercambio de corriente equilibrado entre las fuentes. Los diseños de este tipo son más caros y agregan componentes adicionales a la placa de circuito. Los suministros de uso compartido de corriente también tienen que agregar niveles adicionales de detección de fallas para garantizar una operación / apagado seguro en caso de que falle el esquema común de uso compartido de corriente o falle algún componente de una fuente de alimentación en particular.

No es raro ver este tipo de fuente de alimentación de uso paralelo utilizada en las computadoras del servidor donde la entrega de energía se agrega de forma modular al servidor a medida que se agregan CPU, memoria y placas de E / S adicionales al servidor. Muchas de estas fuentes de alimentación contienen microcontroladores internos que ejecutan algoritmos sofisticados de detección de fallas para hacerlos seguros en los modos de falla.

Para superar los problemas debidos a la conexión en paralelo (mencionado en las respuestas anteriores), puede realizar algunas modificaciones en los circuitos como se enumeran en este artículo en Electronic Design o en esta nota de aplicación de Texas Instruments .

Por supuesto, todo depende de las circunstancias, pero esta recomendación puede ayudarlo a ampliar la capacidad actual del diseño suyo.

No, no se recomienda. Como ya se señaló, habrá tolerancias en los circuitos, lo que conducirá a voltajes de salida ligeramente desiguales. El dólar con el voltaje de salida más alto 'ganará' y suministrará toda la corriente de carga al principio. Cuando alcanza su límite de corriente, su voltaje de salida colapsará. En este punto, el DC-DC con el voltaje de salida más bajo comenzará a contribuir.

Es bastante común en la industria convertir en paralelo los convertidores CC-CC utilizando una técnica llamada caída de voltaje. Básicamente, esto es crear una resistencia artificial en serie con la salida del convertidor DC-DC para ayudar a compartir la corriente. Puedes leer más en este artículo .

Sí, esto es posible pero con muchas complicaciones relacionadas con el uso de soluciones basadas en transformadores, como la gestión del uso compartido actual.

También hay soluciones basadas en condensadores, que se están inventando recientemente y que no tienen que preocuparse tanto por compartir la corriente, y están separadas por la frecuencia de operación, aunque probablemente haya otros problemas.

Gran parte de la industria usa POL para administrar la conversión directamente en la CPU o en el punto de carga, pero hay algunas compañías que buscan alternativas. Aunque imagino que la fase múltiple resuelve esto para ciertas aplicaciones. Aunque es bastante caro en términos de área de placa y soluciones de enfriamiento. El convertidor Cuk también puede ser una buena alternativa para la fiabilidad y las soluciones duraderas.