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

　　如果負(fù)載電流引起超過(guò) 25mV 的壓降，那么柵極電壓就上升，以加強(qiáng)用于實(shí)現(xiàn)理想二極管控制的 MOSFET。在 MOSFET 導(dǎo)通時(shí)，如果輸入電源短路，那么會(huì)有很大的反向電流開(kāi)始從負(fù)載流向輸入。故障一出現(xiàn)，柵極驅(qū)動(dòng)放大器就會(huì)檢測(cè)到故障情況，并拉低 DGATE， 以斷開(kāi)理想二極管 MOSFET。

　　熱插拔控制

　　拉高 ON 引腳并拉低 /EN 引腳，就啟動(dòng)了一個(gè) 100ms 的防反跳定時(shí)周期。在這個(gè)定時(shí)周期結(jié)束之后，來(lái)自充電泵的 10µA 電流使 HGATE 引腳斜坡上升。當(dāng)熱插拔 MOSFET 接通時(shí)，浪涌電流被限制到由外部檢測(cè)電阻器設(shè)定的值上，就 LTC4225 而言，該電阻器連接在 IN 和 SENSE 引腳之間 (就 LTC4227 和 LTC4228 而言，是 SENSE+ 和 SENSE━ 引腳)。有源電流限制放大器伺服 MOSFET 的柵極，這樣電流檢測(cè)放大器上就會(huì)出現(xiàn) 65mV 的電壓。如果檢測(cè)電壓高于 50mV 的時(shí)間超過(guò)了在 TMR 引腳端配置的故障過(guò)濾器延遲時(shí)間，那么電路斷路器就斷開(kāi)，并拉低 HGATE。如果需要，可以在 HGATE 和 GND 之間增加一個(gè)電容器，以進(jìn)一步降低浪涌電流。當(dāng) MOSFET 柵極的過(guò)驅(qū)動(dòng) (HGATE 至 OUT 的電壓) 超過(guò) 4.2V 時(shí)，拉低 /PWRGD 引腳 (圖 3)?！　?/p>

 

　　理想二極管和熱插拔控制相結(jié)合

　　在一個(gè)采用冗余電源的典型 µTCA 應(yīng)用中 (圖 4 和 9)，在背板上對(duì)輸出進(jìn)行二極管“或”，以不用斷開(kāi)系統(tǒng)電源，就可以取出或插入板卡。LTC4225 和 LTC4228 都包括理想二極管和熱插拔控制器，非常適用于這類應(yīng)用，這些器件在兩個(gè)電源之間提供平滑的電源切換，還提供過(guò)流保護(hù)。　　

 

　　如果主電源掉電，那么控制器就快速響應(yīng)，以斷開(kāi)主電源通路中的理想二極管 MOSFET，并接通冗余電源通路中的 MOSFET，從而向輸出負(fù)載提供平滑的電源切換。熱插拔 MOSFET 保持接通，這樣這些 MOSFET 就不會(huì)影響電源切換。當(dāng)各自的 ON 引腳被拉低，或 /EN 引腳被拉高時(shí)，控制器斷開(kāi)熱插拔 MOSFET。當(dāng)在輸出端檢測(cè)到過(guò)流故障時(shí)，熱插拔 MOSFET 的柵極被快速拉低，之后輸出就穩(wěn)定在電流限制值上，直至由 TMR 引腳電容器設(shè)定的故障過(guò)濾器延遲超時(shí)為止。熱插拔 MOSFET 斷開(kāi)，/FAULT 引腳鎖定在低電平，以指示出現(xiàn)了故障。通過(guò)將 ON 引腳拉至低于 0.6V，可以使電子電路斷路器復(fù)位。

　　電源優(yōu)先級(jí)

　　在傳統(tǒng)的二極管“或”多電源系統(tǒng)中，由電壓較高的輸入電源給輸出供電，同時(shí)擋住電壓較低的電源。這種簡(jiǎn)單的解決方案滿足了應(yīng)用的需求，在這應(yīng)用中，電源的優(yōu)先權(quán)不僅是電壓較高的電源就優(yōu)先的問(wèn)題。圖 5 顯示了一個(gè)備份電源系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，無(wú)論何時(shí)，只要 5V 主電源 (INPUT1) 可用，就由該電源給輸出供電，而 12V 備份電源 (INPUT2) 僅當(dāng)主電源無(wú)法提供時(shí)才會(huì)使用。