理想二極管和熱插拔控制器實(shí)現(xiàn)電源冗余并隔離故障

　　用肖特基二極管實(shí)現(xiàn)多電源系統(tǒng)有多種方式。例如，µTCA 網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)服務(wù)器等高可用性電子系統(tǒng)都在其冗余電源系統(tǒng)中采用了肖特基二極管“或”電路。二極管“或”電路還用于采用備用電源的系統(tǒng)，例如 AC 交流適配器和備份電池饋送。問(wèn)題是，肖特基二極管由于正向壓降而消耗功率，所產(chǎn)生的熱量必須用 PCB 上專(zhuān)門(mén)的銅箔區(qū)散出，或者通過(guò)由螺栓固定到二極管上的散熱器散出，這兩種散熱方式都需要占用很大的空間。

　　凌力爾特公司的一個(gè)產(chǎn)品系列用外部 N 溝道 MOSFET 作為傳遞組件，最大限度地降低了功耗，從而在這些 MOSFET 接通時(shí)，最大限度地減小了從電源到負(fù)載的壓降，這個(gè)產(chǎn)品系列包括 LTC4225、LTC4227 和 LTC4228。當(dāng)輸入電源電壓降至低于輸出共模電源電壓時(shí)，關(guān)斷適當(dāng)?shù)?MOSFET，從而使功能和性能上與理想二極管匹配。

　　如圖 1 所示，通過(guò)增加一個(gè)電流檢測(cè)電阻器，并配置兩個(gè)具備單獨(dú)柵極控制的背對(duì)背 MOSFET，LTC4225 憑借浪涌電流限制和過(guò)流保護(hù)提高了理想二極管的性能。這就允許電路板安全地插入或從帶電背板拔出，而不會(huì)損壞連接器。LTC4227 可以這樣使用：在并聯(lián)連接的理想二極管 MOSFET 之后，增加電流檢測(cè)電阻器和熱插拔 (Hot Swap) MOSFET，以節(jié)省一個(gè) MOSFET。通過(guò)在理想二極管和熱插拔 MOSFET 之間配置檢測(cè)電阻器，LTC4228 比 LTC4225 有了改進(jìn)，LTC4228 能更快地從輸入電壓欠壓中恢復(fù)，以保持輸出電壓不變。　　

 

　　LTC4225-1、LTC4227-1 和 LTC4228-1 具備鎖斷電路斷路器，而 LTC4225-2、LTC4227-2 和 LTC4228-2 提供故障后自動(dòng)重試功能。LTC4225、LTC4227 和 LTC4228 的兩種版本均分別采用 24 引腳、20 引腳和 28 引腳 4mm x 5mm QFN 以及 SSOP 封裝。

　　理想二極管控制

　　LTC4225 和 LTC4228 用一個(gè)內(nèi)部柵極驅(qū)動(dòng)放大器監(jiān)視 IN 和 OUT 引腳 (就 LTC4227 而言是 IN 和 SENSE+ 引腳) 之間的電壓，起到了理想二極管的作用，該放大器驅(qū)動(dòng) DGATE 引腳。當(dāng)這個(gè)放大器檢測(cè)到大的正向壓降 (圖 2) 時(shí)，就快速拉高 DGATE 引腳，以接通 MOSFET，實(shí)現(xiàn)理想二極管控制。　　

 

　　CPO 和 IN 引腳之間連接的外部電容器提供理想二極管 MOSFET 快速接通所需的電荷。在器件加電時(shí)，內(nèi)部充電泵給這個(gè)電容器充電。DGATE 引腳提供來(lái)自 CPO 引腳的電流，并將電流吸收到 IN 和 GND 引腳中。柵極驅(qū)動(dòng)放大器控制 DGATE 引腳，以跟隨檢測(cè)電阻器和兩個(gè)外部 N 溝道 MOSFET 上的正向壓降，直至 25mV。