理想二极管和热插拔控制器实现电源冗余并隔离故障

上网时间: 2013年07月19日? 作者:Chew Lye Huat,凌力尔特公司? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:肖特基二极管? 热插拔控制器? 电源冗余?

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_《国际电子商情》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_1
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
Source:Linear

* 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。

理想二极管和热插拔控制器实现电源冗余并隔离故障_《国际电子商情》图 2:当 IN 电源接通时,拉高理想二极管控制器 CPO 和 DGATE 引脚_2
图 2:当 IN 电源接通时,拉高理想二极管控制器 CPO 和 DGATE 引脚
Source:Linear

CPO 和 IN 引脚之间连接的外部电容器提供理想二极管 MOSFET 快速接通所需的电荷。在器件加电时,内部充电泵给这个电容器充电。DGATE 引脚提供来自 CPO 引脚的电流,并将电流吸收到 IN 和 GND 引脚中。栅极驱动放大器控制 DGATE 引脚,以跟随检测电阻器和两个外部 N 沟道 MOSFET 上的正向压降,直至 25mV。

如果负载电流引起超过 25mV 的压降,那么栅极电压就上升,以加强用于实现理想二极管控制的 MOSFET。在 MOSFET 导通时,如果输入电源短路,那么会有很大的反向电流开始从负载流向输入。故障一出现,栅极驱动放大器就会检测到故障情况,并拉低 DGATE, 以断开理想二极管 MOSFET。

本文下一页:理想二极管和热插拔控制相结合

相关阅读:
? 汽车前向照明应用需要高性能LED驱动器
? 大容量磷酸铁锂电池需要大功率充电器
? 数字电源管理可在改善系统性能的同时又可降低能源成本

标签 二极管??

[ 投票数:? ] 收藏 ??? 打印版 ??? 推荐给同仁 ??? 发送查询 ??? ?订阅杂志

评论
免费订阅资讯速递
信息速递-请选择您感兴趣的技术领域:
  • 安防监控
  • 便携设备
  • 消费电子
  • 通信与网络
  • 分销与服务
  • 制造与测试
  • 工业与医疗
  • 汽车电子
  • 计算机与OA
  • 电源管理
  • 无源器件与模组
  • 新能源
  • 供应链管理
论坛速递
相关信息
  • 肖特基二极管的作用
  • 肖特基二极管是以其发明人肖特基博士(Schottky)命名的,又称肖特基势垒二极管(简称SBD),是一种低功耗、超高速半导体器件。
    肖特基二极管的作用
    反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右。其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用,在通信电源、变频器等领域中比较常见。

  • 什么是电源冗余?
  • 国际电子商情提供相关电源冗余技术文章及相关电源冗余新闻趋势,及更新最新相关电源冗余电子产品技术

  • 什么是热插拔控制器?
  • 国际电子商情提供相关热插拔控制器技术文章及相关热插拔控制器新闻趋势,及更新最新相关热插拔控制器电子产品技术

?新浪微博推荐
Global Sources


编辑推荐
?大家正在说


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
电子元器件数据手册下载
数据手册搜索

Datasheets China.com

《汽车电子特刊》

汽车电子系统在现代的汽车中占有的比重越来越高,对产品设计的工程师来说,产品的设计和验证面临着很多的挑战。本期《汽车电子特刊》将会向您呈现ADI技术对于汽车电子行业的应用等,还有IIC汽车电子论坛的精彩回顾哦!

扫一扫,关注最新资讯

esmc