将均流控制器与非冗余电源配合使用

LTC®4370 是一款 2 电源均流、二极管 ORing 控制器，其使用 MOSFET 来形成理想的二极管。这样，LTC4370 就可以主动平衡两个电源的输出电流，即使是输出电压不相等的电源。对于两个不等电压输入电源，较高电压电源二极管的正向电压用于平衡共享负载电流。最大允许压降由 LTC4370 的 RANGE 引脚上的一个电阻器来设置。

典型的二极管OR系统是赢家通吃的系统，其中最高电压电源提供整个负载电流。这种一次一个供应的方案没有充分利用这两种供应。另一方面，LTC4370 的均流二极管 OR 解决方案则从两个电源获取和共享电流的优势：

如果每个负载承担一半的负载，从而分散供热并减少电源组件上的热应力，则电源寿命会延长。

由于较低电压电源始终处于工作状态，因此在过渡到可能已经静默失效的备用电源时，这在简单的二极管OR系统中是可能的，这并不奇怪。

供应故障的恢复动态更平稳、更快，因为供应变化的数量级越来越少，而不是断断续续。

由两个以半容量运行的电源组成的DC/DC转换器比接近满容量运行的单个电源具有更好的整体转换效率。

通常，LTC4370 用于对两个电源的输出进行均流，当其配接降至由 LTC4370 的 RANGE 引脚设定的均流电压门限以下时，其中任何一个电源都能够提供整个负载电流。

均流功能还可用于通过两个较低电流电源提供总负载电流，其组合电流等于或超过负载所需的电流。

然而，仍然存在一个问题，即在正常工作中，LTC4370 允许较高的电压电源供应所有负载电流。由于在这种情况下，剩余电源无法提供全电流，因此有必要防止此类操作。本设计说明介绍了一种在发生这种情况时禁用下游负载的解决方案。

运营负责人

在正常工作中，LTC4370 监视两个电源的电流。通常，对于完美的二极管，具有较高电压的电源会将所有电流源向负载。LTC4370 通过线性控制较高电压电源的 MOSFET 以提供与较低电压电源相等的电流来防止这种情况。允许的最大电压差由RANGE引脚和地之间的电阻决定。

当输入电源电压差上升到超出编程范围时，LTC4370 将停用均流功能。有两个报警输出，每个报警输出监视每个MOSFET栅极的控制电压。在正常工作中，当任一 MOSFET 关闭（表示电压差超出编程范围）时，其相关的 FETON 信号设置为逻辑低电平。

从理论上讲，如果这些信号通过逻辑AND功能，它们似乎可用于控制下游负载，在MOSFET关闭时禁用它（指示均流丢失）。然而，当零电流通过MOSFET时，这些信号都恢复到逻辑低电平。在这种情况下，在禁用下游负载且不消耗电流的情况下，系统将无限期地保持这种状态。

此处描述的解决方案可检测输入电压差，并在检测到电源之间定义的电压差时禁用下游负载。该电压差被编程为低于 LTC4370 的最大电压门限。如果检测到不平衡情况，则禁用下游电源。为防止振荡情况，电路进入打嗝模式，每3.2秒循环电源200ms。框图如图1所示。

如框图所示，当两个比较器用于检测电源输入之间的绝对值之差V时伊纳和 V国际投资银行超出了适当的均流所允许的范围。发生这种情况时，负真OR门的输出为逻辑高电平，使能打嗝电路。通常，打嗝电路的输出为逻辑高电平，使能下游负载。当检测到超出范围的故障情况时，打嗝电路被激活，导致逻辑低电平以禁用下游负载。打嗝电路在200ms导通期间监视压差，并在故障条件清除时禁用。

电路说明

图 2 显示了完整的解决方案。在图 2 中，U2 和 U3 是 LT1716 过顶电压比较器，用于检测 V 之间的电压差异®伊纳和 V国际投资银行.

比较器的阈值失调电压由吸电流晶体管Q5和Q6与R8和R9组合提供。Q5 和 Q6 集电极上的电流由晶体管 Q1、Q2、Q3 和 U6（LT6650 电压基准）稳定在 100μA。在这种情况下，R8和R9设置为3.01k，导致失调为300mV。可以更改这些电阻器值以提供一个不同的失调以匹配 LTC4370 的失调。

当比较器U2或U3达到失调确定的阈值时，它们的输出变为逻辑低电平，使能打嗝电路。

U4 是一款 74HC132 四通道 CMOS NAND 栅极，每个输入端都有迟滞。U5 是一款 74HC163 4 位可编程 CMOS 计数器。

当V时，U4A的输出为逻辑低电平伊纳和 V国际投资银行在 R8 和 R9 确定的阈值内。当 V伊纳和 V国际投资银行超过此阈值时，相应的比较器输出变为逻辑低电平，导致U4A的输出变为逻辑高电平。

U4A 的逻辑高输出被 U4B 反相，在 NOR 栅极 U4C 的一个输入处产生逻辑低电平。由此产生的U4C逻辑高输出导致计数器U5开始计数。第一个计数为零，导致TC（端子计数）引脚变为逻辑低电平。无论来自U11B的输入如何，该输出在接下来的15个计数中都保持低电平，这是由于其输出到NOR门U4C的另一个输入的反馈。计数 16 时，TC 在 200ms 的时间内变为高电平。在此期间，将启用下游负载。如果比较器确定电压差在限值内，计数器将在TC输出保持逻辑高电平时停止，从而使能负载。如果电压差不在限值内，计数器将再次启动，计数至15，TC输出为逻辑低电平。这样，负载每3.2秒使能200ms，直到故障条件清除。

时钟由U4D提供，U4D是一个迟滞松弛振荡器，周期为200ms，由R14和C7确定。

U1 是 LTC4370，它提供了均流功能。R1将门限设置为300mV。该器件的操作在数据手册中进行了描述。

附加电路的功率来自V抄送的 LTC4370。

总结

LTC4370 主要设计为用于两个冗余电源的均流、二极管 OR 控制器。只需几个附加组件，它就可以在非冗余电源环境中轻松用作可靠的负载均分控制器，其中两个电源都是支持整个负载所必需的。此处描述的解决方案提供了该功能。

审核编辑：郭婷