原创 双LDO的均流

  今天在家调试个小电路，由于手头上没有合适的材料，实验结果得等明天才能给出来了，把问题和今天做实验整理出来给大家一观。
  问题是这样的，在做一个小负载，5V电流为220mA.采用了TLE4275D最大400mA的LDO，理想的热阻为70K/W。输入为12V，因此LDO的功耗为P=7×0.22=1.54W，在目前室温条件下15度左右，因此在这种条件下温升为108度，虽然LDO能够工作，但是LDO本身和PCB板都会很烫。我的设计是想通过两个LDO实现分流，如果相差不超过10%的条件下，温升就可以下降40%，最烫的管子温升为65度。
 
  这里首先分析一下为什么不能直接并联：LDO内部是PNP的管子，由于LDO输出有2%×5V=100mV的误差，实际LDO输出相差几十mV的压差，由于PNP的等效内阻不同，导致电流初始分配不均匀，由于内部的PNP的管子随着温度的上升,其等效特性曲线是向上移动，使得管子的等效内阻进一步减小，电流持续增大，这会导致一个管子分到的电流越来越大，管子越来越热。这个在我做实验的时候很容易观察到这个现象，大家如果有类似的应用，需要注意这一点。
  我开始的设计为：采用四个二极管，S1G对两路电源进行隔离，由于管压降的问题在地线上摆放一个二极管进行补偿，但是这个问题仍旧不能解决。

原因是，当电流增大的时候，二极管也发热，二极管的管压降是随着温度的上升而下降的，导致该路电源的负荷持续增大。
当我把后面的二极管去除的时候，发现在地线上加二极管是愚蠢的行为，这是因为随着电流的增大，流到地线上的偏置电流同时增大，LDO的地与板子的地之间的电位上升，导致LDO输出电流的进一步增加。因此地线上不能采用压降与电路成正比的元件。
  我目前考虑的解决办法是加入一个小电阻，由于压降的问题，我设计0.2V的压降，因此最大的电阻为1欧，由于电阻的功率为40mW，因此如果选择一个较小的封装的电阻，可达到目的，电阻温度上升的时候，该路电阻的阻值会上升，一定程度上遏制了电流的分配不均匀。
  如果电阻的办法还是不能解决问题，只能考虑用双路的MOS管来控制了，手头上也有材料，这也可以作为一个开关控制LDO的输出，不过实际产品中成本较高，不一定合算。
  明天做完实验后再补充。
附录：三极管的热击穿和二次击穿
热击穿：三极管的工作电流受温度的影响很大，三极管的耗散功率转化为热，使集电结结温升高（三极管的导通电阻为负温度系数的），电流进一步加大，会很快使三极管烧毁。
三极管的二次击穿：当三极管未达到最高结温时，或者未超过最大耗散功率时，由于材料的缺陷和工艺的不均匀性，以及结构原因造成的发射区电流加紧效应，使得三极管的工作电流分布不均匀。当电流分布集中内部在某一部分，该部分的功耗增加，引起局部温度增高，温度的增高反过来又使得该处的电流进一步增大，从而形成“过热点”，其温度若超过金属电极与半导体的共熔点，造成三极管烧毁。另一方面，局部的温升和大电流密度会引起局部的雪崩击穿，此时的局部大电流能使三极管烧通，使击穿电压急剧降低，电流上升，最后导致三极管烧毁。这种情况就是所谓的二次击穿。
在并联的时候尤其明显，相对而言MOS管的ds是正温度系数的，相对不容易坏一些。