如果需要通过控制信号直接控制关断MOSFET通路,上述的单管就无法实现,因为关断MOSFET沟道之后,内部的二极管还存在单向通路。这时需要如图4所示的2个背靠背反向连接的MOSFET电路,只有这样才能主动地关断电流通路。
5 几种实用冗余电源方案设计
本文主要讨论的是DC 5 V、DC 12 V之类的低压冗余电源设计。针对不同的功能、成本需求,下面给出几个设计方案实例。
5.1 简单的冗余电源方案
使用Linear公司的LTC4416可以设计1个简单的2路电源冗余方案,如图5所示。图中用1个LTC4416芯片连接2个外置P沟道MOSFET控制2路电源输入,是非常简单的方案。它使用2个MOSFET代替2个二极管实现了“或”的作用,MOSFET的压降一般为20~30 mV,因此功率损耗非常小,不会产生太多热量。
该电路的工作原理是,LTC4416在2路输入电源的电压相同(差值小于100 mV)时,通过G1、G2控制2个MOSFET同时导通,使2路输入同时给负载提供电流。当输入电源电压不同时,输出电源电压可能高于某路输入电源电压,这时LTC4416可以防止输出向输入倒灌电流。这是因为芯片一直监测输入与输出之间的电压差,当输出侧电压比输入侧电压高25 mV时,芯片控制G1或G2立即关断MOSFET,防止电流倒流。在防止倒流方面,其他控制芯片也是类似的原理。
LTC4416还有2个控制端E1、E2,可以用外部信号主动控制2路电源的通断,也可以通过电阻分压来监测输入电压的高低,来控制某路电源的导通。具体方法可参阅芯片数据手册。该芯片也适合于1路输入电源电压高、1路输入电源电压低的应用,如“电源+电池”的应用。需要注意的是,要让芯片主动去关断1路电源,外部MOSFET必须使用“背靠背”的方案,如图4所示。