LDO 串联或并联二极管的原因及电路作用解析

在现代电子设备中，稳定的电源供应是确保电路正常运行的关键。低压差线性稳压器(LDO)凭借其低噪声、高精度等特性，成为众多电路中不可或缺的电源管理器件。然而，在实际应用中，我们常常会看到 LDO 与二极管串联或并联使用的情况。这些看似简单的二极管连接，实则蕴含着重要的电路设计原理，对整个电路的性能和可靠性有着深远影响。接下来，我们将深入探讨为什么有些 LDO 需要串联或并联二极管，以及它们在电路中究竟发挥着怎样的作用。

串联二极管的作用

防止反向电流

在电源系统中，由于各种原因，可能会出现电源电压反向的情况，例如电池极性接反、电源切换时的瞬态反向电压等。如果 LDO 直接连接到电源，反向电流可能会通过 LDO 内部的寄生二极管流向负载，进而损坏 LDO 或其他敏感元件。此时，在 LDO 的输入端串联一个二极管，能够有效阻止反向电流的流通。二极管的单向导电性使得电流只能从电源正极流向 LDO，当出现反向电压时，二极管截止，从而保护 LDO 和后续电路免受反向电流的损害。

实现电源隔离

在一些复杂的多电源系统中，需要对不同电源进行隔离，以避免相互干扰。将二极管串联在 LDO 与电源之间，可以实现一定程度的电气隔离。例如，在一个包含多个电源模块的系统中，每个电源模块通过串联二极管后连接到各自的 LDO，这样即使某个电源模块出现故障，也不会影响其他电源模块和相应 LDO 的正常工作，提高了系统的稳定性和可靠性。

降低功耗

在某些情况下，LDO 的输入电压与输出电压较为接近，此时 LDO 自身的压降可能会导致一定的功率损耗。通过在 LDO 输入端串联一个正向压降较低的肖特基二极管，可以在一定程度上降低 LDO 的输入电压，从而减小 LDO 的压降，降低功耗。例如，当 LDO 的输入电压为 5V，输出电压为 4.5V 时，LDO 自身压降为 0.5V;若串联一个正向压降为 0.3V 的肖特基二极管，LDO 的输入电压变为 4.7V，其压降减小到 0.2V，功耗也随之降低。

并联二极管的作用

保护 LDO 免受瞬态电压冲击

在电路中，不可避免地会出现各种瞬态电压，如静电放电(ESD)、雷击浪涌、电源开关瞬间的电压尖峰等。这些瞬态电压的幅值往往很高，可能会超过 LDO 的耐压范围，对其造成损坏。在 LDO 的输出端并联一个二极管，可以将瞬态电压钳位在安全范围内。当瞬态电压出现时，二极管导通，将过高的电压旁路到地，从而保护 LDO 不受瞬态电压的冲击。

实现负载快速放电

在一些应用场景中，当 LDO 关闭或电源断开后，希望负载上的电荷能够快速释放，以避免残留电荷对后续操作产生影响。在 LDO 输出端并联一个二极管，为负载提供了一条快速放电的路径。当 LDO 停止工作后，负载上的电荷可以通过二极管迅速释放到地，缩短了放电时间，提高了系统的响应速度和可靠性。

防止电压倒灌

在某些多电源供电的系统中，当主电源关闭而备用电源仍然工作时，可能会出现备用电源的电压倒灌回主电源 LDO 输出端的情况。这不仅会影响备用电源的正常工作，还可能损坏 LDO。在 LDO 输出端并联一个二极管，可以有效防止电压倒灌。二极管的单向导电性阻止了电流从备用电源流向 LDO 输出端，确保了各个电源模块的独立性和稳定性。

综上所述，在 LDO 电路中串联或并联二极管并非多余之举，而是出于对电路性能、可靠性和安全性等多方面的考虑。串联二极管主要用于防止反向电流、实现电源隔离和降低功耗;并联二极管则侧重于保护 LDO 免受瞬态电压冲击、实现负载快速放电以及防止电压倒灌。在实际的电路设计中，工程师需要根据具体的应用场景和需求，合理选择二极管的类型、参数，并正确确定其连接方式，以充分发挥二极管在 LDO 电路中的作用，确保整个电子系统稳定、可靠地运行。