理想二极管和热插拔控制器实现电源冗余并隔离故障

用肖特基二极管实现多电源系统有多种方式。例如,μTCA网络及存储服务器等高可用性电子系统都在其冗余电源系统中采用了肖特基二极管“或”电路。二极管“或”电路还用于采用备用电源的系统,例如AC交流适配器和备份电池馈送。问题是,肖特基二极管由于正向压降而消耗功率,所产生的热量必须用PCB上专门的铜箔区散出,或者通过由螺栓固定到二极管上的散热器散出,这两种散热方式都需要占用很大的空间。

凌力尔特公司的一个产品系列用外部N沟道MOSFET作为传递组件,最大限度地降低了功耗,从而在这些MOSFET接通时,最大限度地减小了从电源到负载的压降,这个产品系列包括LTC4225、LTC4227和 LTC4228。当输入电源电压降至低于输出共模电源电压时,关断适当的MOSFET,从而使功能和性能上与理想二极管匹配。

如图1所示,通过增加一个电流检测电阻器,并配置两个具备单独栅极控制的背对背MOSFET,LTC4225凭借浪涌电流限制和过流保护提高了理想二极管的性能。这就允许电路板安全地插入或从带电背板拔出,而不会损坏连接器。LTC4227可以这样使用:在并联连接的理想二极管MOSFET之后,增加电流检测电阻器和热插拔(Hot Swap)MOSFET,以节省一个MOSFET。通过在理想二极管和热插拔MOSFET之间配置检测电阻器,LTC4228比LTC4225有了改进,LTC4228能更快地从输入电压欠压中恢复,以保持输出电压不变。

 

理想二极管和热插拔控制器实现电源冗余并隔离故障

图1:采用检测电阻器和外部N沟道MOSFET的LTC4225、LTC4227和LTC4228的不同配置。

* ADDITIONAL DETAILS OMITTED FOR CLARITY:* 为清晰起见,略去了一些细节

LTC4225-1、 LTC4227-1和LTC4228-1具备锁断电路断路器,而LTC4225-2、LTC4227-2和LTC4228-2提供故障后自动重试功能。 LTC4225、LTC4227和LTC4228的两种版本均分别采用24引脚、20引脚和28引脚4mm x 5mm QFN以及SSOP封装。

理想二极管控制

LTC4225和LTC4228用一个内部栅极驱动放大器监视IN和OUT引脚(就LTC4227而言是IN和SENSE+引脚)之间的电压,起到了理想二极管的作用,该放大器驱动DGATE引脚。当这个放大器检测到大的正向压降(图2)时,就快速拉高DGATE引脚,以接通MOSFET,实现理想二极管控制。

热插拔控制

拉高ON引脚并拉低/EN引脚,就启动了一个100ms的防反跳定时周期。在这个定时周期结束之后,来自充电泵的10μA电流使HGATE引脚斜坡上升。当热插拔MOSFET接通时,浪涌电流被限制到由外部检测电阻器设定的值上,就 LTC4225而言,该电阻器连接在IN和SENSE引脚之间(就LTC4227和LTC4228而言,是SENSE+和SENSE━引脚)。有源电流限制放大器伺服MOSFET的栅极,这样电流检测放大器上就会出现65mV的电压。如果检测电压高于50mV的时间超过了在TMR引脚端配置的故障过滤器延迟时间,那么电路断路器就断开,并拉低HGATE。如果需要,可以在HGATE和GND之间增加一个电容器,以进一步降低浪涌电流。当MOSFET栅极的过驱动 (HGATE至OUT的电压)超过4.2V时,拉低/PWRGD引脚(图3)。

 

理想二极管和热插拔控制器实现电源冗余并隔离故障

图3:当ON引脚切换到高电平时,在100ms延迟之后,热插拔控制器HGATE启动,PWRGD被拉低。

 1/4    1 2 3 4 下一页 尾页

ADI 技术视频more

LT3094: 在 1MHz 具 0.8μV<sub>RMS</sub> 噪声的负 LDO

LT3094: 在 1MHz 具 0.8μVRMS 噪声的负 LDO

LT3094 是一款高性能低压差负线性稳压器,其具有 ADI 的超低噪声和超高 PSRR 架构,适合为噪声敏感型应用供电。该器件可通过并联以增加输出电流和在 PCB 上散播热量。

观看此技术视频
LTM8002:高效率、超低 EMI 降压型电源 μModule

LTM8002:高效率、超低 EMI 降压型电源 μModule

LTM8002 是一款 40VIN、2.5A 降压型μModule® 稳压器。它内置了开关控制器、电源开关、电感器和所有的支持性组件。该器件支持 3.4V 至 40V 的输入电压范围,和 0.97V 至 18V 的输出电压。

观看此技术视频
具电源系统管理功能的超薄型 μModule 稳压器

具电源系统管理功能的超薄型 μModule 稳压器

LTM4686 是一款双通道 10A 或单通道 20A 超薄型降压 μModule 稳压器。该器件1.82mm 的高度使之可放置到非常靠近负载 (FPGA 或 ASIC) 的地方,从而共用一个散热器。其 PMBus 接口使用户能改变主要的电源参数。

观看此技术视频

电源管理杂志more

Journal of Power Management (2018 年 8 月刊) 英文版

Journal of Power Management (2018 年 8 月刊) 英文版

Journal of Power Management (2018 年 4 月刊) 英文版

Journal of Power Management (2018 年 4 月刊) 英文版

Journal of Power Management (2018 年 1 月刊) 英文版

Journal of Power Management (2018 年 1 月刊) 英文版

关闭ADI官方微信二维码