在現(xiàn)代電子設(shè)備中，穩(wěn)定的電源供應(yīng)是確保電路正常運(yùn)行的關(guān)鍵。低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)憑借其低噪聲、高精度等特性，成為眾多電路中不可或缺的電源管理器件。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，我們常常會(huì)看到 LDO 與二極管串聯(lián)或并聯(lián)使用的情況。這些看似簡單的二極管連接，實(shí)則蘊(yùn)含著重要的電路設(shè)計(jì)原理，對整個(gè)電路的性能和可靠性有著深遠(yuǎn)影響。接下來，我們將深入探討為什么有些 LDO 需要串聯(lián)或并聯(lián)二極管，以及它們在電路中究竟發(fā)揮著怎樣的作用。

串聯(lián)二極管的作用

防止反向電流

在電源系統(tǒng)中，由于各種原因，可能會(huì)出現(xiàn)電源電壓反向的情況，例如電池極性接反、電源切換時(shí)的瞬態(tài)反向電壓等。如果 LDO 直接連接到電源，反向電流可能會(huì)通過 LDO 內(nèi)部的寄生二極管流向負(fù)載，進(jìn)而損壞 LDO 或其他敏感元件。此時(shí)，在 LDO 的輸入端串聯(lián)一個(gè)二極管，能夠有效阻止反向電流的流通。二極管的單向?qū)щ娦允沟秒娏髦荒軓碾娫凑龢O流向 LDO，當(dāng)出現(xiàn)反向電壓時(shí)，二極管截止，從而保護(hù) LDO 和后續(xù)電路免受反向電流的損害。

實(shí)現(xiàn)電源隔離

在一些復(fù)雜的多電源系統(tǒng)中，需要對不同電源進(jìn)行隔離，以避免相互干擾。將二極管串聯(lián)在 LDO 與電源之間，可以實(shí)現(xiàn)一定程度的電氣隔離。例如，在一個(gè)包含多個(gè)電源模塊的系統(tǒng)中，每個(gè)電源模塊通過串聯(lián)二極管后連接到各自的 LDO，這樣即使某個(gè)電源模塊出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響其他電源模塊和相應(yīng) LDO 的正常工作，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

降低功耗

在某些情況下，LDO 的輸入電壓與輸出電壓較為接近，此時(shí) LDO 自身的壓降可能會(huì)導(dǎo)致一定的功率損耗。通過在 LDO 輸入端串聯(lián)一個(gè)正向壓降較低的肖特基二極管，可以在一定程度上降低 LDO 的輸入電壓，從而減小 LDO 的壓降，降低功耗。例如，當(dāng) LDO 的輸入電壓為 5V，輸出電壓為 4.5V 時(shí)，LDO 自身壓降為 0.5V;若串聯(lián)一個(gè)正向壓降為 0.3V 的肖特基二極管，LDO 的輸入電壓變?yōu)?4.7V，其壓降減小到 0.2V，功耗也隨之降低。

并聯(lián)二極管的作用

保護(hù) LDO 免受瞬態(tài)電壓沖擊

在電路中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種瞬態(tài)電壓，如靜電放電(ESD)、雷擊浪涌、電源開關(guān)瞬間的電壓尖峰等。這些瞬態(tài)電壓的幅值往往很高，可能會(huì)超過 LDO 的耐壓范圍，對其造成損壞。在 LDO 的輸出端并聯(lián)一個(gè)二極管，可以將瞬態(tài)電壓鉗位在安全范圍內(nèi)。當(dāng)瞬態(tài)電壓出現(xiàn)時(shí)，二極管導(dǎo)通，將過高的電壓旁路到地，從而保護(hù) LDO 不受瞬態(tài)電壓的沖擊。

實(shí)現(xiàn)負(fù)載快速放電

在一些應(yīng)用場景中，當(dāng) LDO 關(guān)閉或電源斷開后，希望負(fù)載上的電荷能夠快速釋放，以避免殘留電荷對后續(xù)操作產(chǎn)生影響。在 LDO 輸出端并聯(lián)一個(gè)二極管，為負(fù)載提供了一條快速放電的路徑。當(dāng) LDO 停止工作后，負(fù)載上的電荷可以通過二極管迅速釋放到地，縮短了放電時(shí)間，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性。

防止電壓倒灌

在某些多電源供電的系統(tǒng)中，當(dāng)主電源關(guān)閉而備用電源仍然工作時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)備用電源的電壓倒灌回主電源 LDO 輸出端的情況。這不僅會(huì)影響備用電源的正常工作，還可能損壞 LDO。在 LDO 輸出端并聯(lián)一個(gè)二極管，可以有效防止電壓倒灌。二極管的單向?qū)щ娦宰柚沽穗娏鲝膫溆秒娫戳飨?LDO 輸出端，確保了各個(gè)電源模塊的獨(dú)立性和穩(wěn)定性。

綜上所述，在 LDO 電路中串聯(lián)或并聯(lián)二極管并非多余之舉，而是出于對電路性能、可靠性和安全性等多方面的考慮。串聯(lián)二極管主要用于防止反向電流、實(shí)現(xiàn)電源隔離和降低功耗;并聯(lián)二極管則側(cè)重于保護(hù) LDO 免受瞬態(tài)電壓沖擊、實(shí)現(xiàn)負(fù)載快速放電以及防止電壓倒灌。在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求，合理選擇二極管的類型、參數(shù)，并正確確定其連接方式，以充分發(fā)揮二極管在 LDO 電路中的作用，確保整個(gè)電子系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。