LTC?4370 是一款 2 電源均流、二極管 ORing 控制器,其使用 MOSFET 來形成理想的二極管。這樣,LTC4370 就可以主動平衡兩個電源的輸出電流,即使是輸出電壓不相等的電源。對于兩個不等電壓輸入電源,較高電壓電源二極管的正向電壓用于平衡共享負載電流。最大允許壓降由 LTC4370 的 RANGE 引腳上的一個電阻器來設置。
典型的二極管OR系統是贏家通吃的系統,其中最高電壓電源提供整個負載電流。這種一次一個供應的方案沒有充分利用這兩種供應。另一方面,LTC4370 的均流二極管 OR 解決方案則從兩個電源獲取和共享電流的優勢:
如果每個負載承擔一半的負載,從而分散供熱并減少電源組件上的熱應力,則電源壽命會延長。
由于較低電壓電源始終處于工作狀態,因此在過渡到可能已經靜默失效的備用電源時,這在簡單的二極管OR系統中是可能的,這并不奇怪。
供應故障的恢復動態更平穩、更快,因為供應變化的數量級越來越少,而不是斷斷續續。
由兩個以半容量運行的電源組成的DC/DC轉換器比接近滿容量運行的單個電源具有更好的整體轉換效率。
通常,LTC4370 用于對兩個電源的輸出進行均流,當其配接降至由 LTC4370 的 RANGE 引腳設定的均流電壓門限以下時,其中任何一個電源都能夠提供整個負載電流。
均流功能還可用于通過兩個較低電流電源提供總負載電流,其組合電流等于或超過負載所需的電流。
然而,仍然存在一個問題,即在正常工作中,LTC4370 允許較高的電壓電源供應所有負載電流。由于在這種情況下,剩余電源無法提供全電流,因此有必要防止此類操作。本設計說明介紹了一種在發生這種情況時禁用下游負載的解決方案。
運營負責人
在正常工作中,LTC4370 監視兩個電源的電流。通常,對于完美的二極管,具有較高電壓的電源會將所有電流源向負載。LTC4370 通過線性控制較高電壓電源的 MOSFET 以提供與較低電壓電源相等的電流來防止這種情況。允許的最大電壓差由RANGE引腳和地之間的電阻決定。
當輸入電源電壓差上升到超出編程范圍時,LTC4370 將停用均流功能。有兩個報警輸出,每個報警輸出監視每個MOSFET柵極的控制電壓。在正常工作中,當任一 MOSFET 關閉(表示電壓差超出編程范圍)時,其相關的 FETON 信號設置為邏輯低電平。
從理論上講,如果這些信號通過邏輯AND功能,它們似乎可用于控制下游負載,在MOSFET關閉時禁用它(指示均流丟失)。然而,當零電流通過MOSFET時,這些信號都恢復到邏輯低電平。在這種情況下,在禁用下游負載且不消耗電流的情況下,系統將無限期地保持這種狀態。
此處描述的解決方案可檢測輸入電壓差,并在檢測到電源之間定義的電壓差時禁用下游負載。該電壓差被編程為低于 LTC4370 的最大電壓門限。如果檢測到不平衡情況,則禁用下游電源。為防止振蕩情況,電路進入打嗝模式,每3.2秒循環電源200ms。框圖如圖1所示。
如框圖所示,當兩個比較器用于檢測電源輸入之間的絕對值之差V時伊納和 V國際投資銀行超出了適當的均流所允許的范圍。發生這種情況時,負真OR門的輸出為邏輯高電平,使能打嗝電路。通常,打嗝電路的輸出為邏輯高電平,使能下游負載。當檢測到超出范圍的故障情況時,打嗝電路被激活,導致邏輯低電平以禁用下游負載。打嗝電路在200ms導通期間監視壓差,并在故障條件清除時禁用。
電路說明
圖 2 顯示了完整的解決方案。在圖 2 中,U2 和 U3 是 LT1716 過頂電壓比較器,用于檢測 V 之間的電壓差異?伊納和 V國際投資銀行.
比較器的閾值失調電壓由吸電流晶體管Q5和Q6與R8和R9組合提供。Q5 和 Q6 集電極上的電流由晶體管 Q1、Q2、Q3 和 U6(LT6650 電壓基準)穩定在 100μA。在這種情況下,R8和R9設置為3.01k,導致失調為300mV。可以更改這些電阻器值以提供一個不同的失調以匹配 LTC4370 的失調。
當比較器U2或U3達到失調確定的閾值時,它們的輸出變為邏輯低電平,使能打嗝電路。
U4 是一款 74HC132 四通道 CMOS NAND 柵極,每個輸入端都有遲滯。U5 是一款 74HC163 4 位可編程 CMOS 計數器。
當V時,U4A的輸出為邏輯低電平伊納和 V國際投資銀行在 R8 和 R9 確定的閾值內。當 V伊納和 V國際投資銀行超過此閾值時,相應的比較器輸出變為邏輯低電平,導致U4A的輸出變為邏輯高電平。
U4A 的邏輯高輸出被 U4B 反相,在 NOR 柵極 U4C 的一個輸入處產生邏輯低電平。由此產生的U4C邏輯高輸出導致計數器U5開始計數。第一個計數為零,導致TC(端子計數)引腳變為邏輯低電平。無論來自U11B的輸入如何,該輸出在接下來的15個計數中都保持低電平,這是由于其輸出到NOR門U4C的另一個輸入的反饋。計數 16 時,TC 在 200ms 的時間內變為高電平。在此期間,將啟用下游負載。如果比較器確定電壓差在限值內,計數器將在TC輸出保持邏輯高電平時停止,從而使能負載。如果電壓差不在限值內,計數器將再次啟動,計數至15,TC輸出為邏輯低電平。這樣,負載每3.2秒使能200ms,直到故障條件清除。
時鐘由U4D提供,U4D是一個遲滯松弛振蕩器,周期為200ms,由R14和C7確定。
U1 是 LTC4370,它提供了均流功能。R1將門限設置為300mV。該器件的操作在數據手冊中進行了描述。
附加電路的功率來自V抄送的 LTC4370。
總結
LTC4370 主要設計為用于兩個冗余電源的均流、二極管 OR 控制器。只需幾個附加組件,它就可以在非冗余電源環境中輕松用作可靠的負載均分控制器,其中兩個電源都是支持整個負載所必需的。此處描述的解決方案提供了該功能。
審核編輯:郭婷
-
電源
+關注
關注
184文章
17835瀏覽量
251339 -
MOSFET
+關注
關注
147文章
7234瀏覽量
213979 -
控制器
+關注
關注
112文章
16444瀏覽量
179068
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論