LT4351 MOSFET二極管或控制器：多電源系統(tǒng)的理想選擇

在電子系統(tǒng)設(shè)計中，多電源供電的情況越來越常見。為了實現(xiàn)電源的高效連接和管理，需要一種能夠模擬理想二極管功能、降低損耗的解決方案。Linear Technology的LT4351 MOSFET二極管或控制器就是這樣一款優(yōu)秀的產(chǎn)品，下面我們就來詳細(xì)了解一下它。

文件下載：LT4351.pdf

產(chǎn)品概述

LT4351使用外部單或背對背N溝道MOSFET創(chuàng)建了近乎理想的二極管，可實現(xiàn)多個電源的低損耗或操作。多個電源可以輕松地進行或操作，以增加系統(tǒng)的總功率和可靠性，同時對電源電壓或效率的影響最小。該產(chǎn)品具有以下顯著特點：

1. 低損耗：替代傳統(tǒng)的或二極管，降低功率損耗。
2. 高電流能力：采用外部N溝道MOSFET，可處理大電流。
3. 內(nèi)部升壓調(diào)節(jié)器：為MOSFET柵極驅(qū)動提供電源。
4. 寬輸入范圍：支持1.2V至18V的輸入電壓。
5. 快速開關(guān)：實現(xiàn)MOSFET的快速開關(guān)控制。
6. 輸入過欠壓檢測：確保電源的穩(wěn)定運行。
7. 狀態(tài)和故障輸出：方便監(jiān)控電源狀態(tài)。
8. 內(nèi)部MOSFET柵極鉗位：保護MOSFET免受過高電壓的損害。

   應(yīng)用場景

   LT4351適用于多種應(yīng)用場景，包括但不限于：

9. 并聯(lián)電源：將多個電源并聯(lián)，提高系統(tǒng)的總功率和可靠性。
10. 不間斷電源：確保在電源故障時系統(tǒng)能夠持續(xù)運行。
11. 高可用性系統(tǒng)：提高系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。
12. N + 1冗余電源：提供冗余電源，增強系統(tǒng)的可靠性。

工作原理

理想二極管功能

LT4351通過驅(qū)動外部N溝道MOSFET來實現(xiàn)理想二極管的功能。當(dāng)輸入電源電壓高于輸出電壓時，MOSFET導(dǎo)通，允許功率通過；當(dāng)輸入電源電壓低于輸出電壓時，MOSFET關(guān)斷，防止反向電流。

過欠壓保護

通過UV和OV引腳連接的電阻分壓器，設(shè)置過欠壓閾值。當(dāng)輸入電壓低于欠壓閾值或高于過壓閾值時，GATE引腳拉低，禁用功率傳輸，并通過FAULT引腳指示故障。

升壓調(diào)節(jié)器

內(nèi)部升壓調(diào)節(jié)器為MOSFET柵極驅(qū)動提供電源。當(dāng)VDD電壓低于調(diào)節(jié)跳閘電壓時，開關(guān)在600ns的關(guān)斷時間后開啟，直到電流達到450mA的限制，然后開關(guān)關(guān)閉，電感電流通過外部二極管為VDD電容充電。

電氣特性

絕對最大額定值

電氣參數(shù)

LT4351的電氣參數(shù)在不同條件下有具體的規(guī)定，例如在特定的輸入輸出電壓、溫度等條件下，各引腳的電壓、電流等參數(shù)都有明確的范圍。這些參數(shù)對于設(shè)計電路時的電源選擇、電阻電容的取值等都有重要的指導(dǎo)意義。

典型應(yīng)用電路

文檔中給出了多個典型應(yīng)用電路，如雙5V冗余電源、鉛酸電池備份、5V冗余電源（帶外部VDD）、主電池與副電池備份等。這些電路展示了LT4351在不同場景下的具體應(yīng)用方式，為工程師提供了參考。

設(shè)計要點

故障閾值設(shè)置

通過電阻分壓器設(shè)置UV和OV引腳的故障閾值，以實現(xiàn)過欠壓保護。具體的電阻值計算需要根據(jù)所需的欠壓滯后、欠壓跳閘電壓、過壓跳閘電壓等參數(shù)進行。

元件選擇

1. MOSFET選擇：根據(jù)RDS(ON)、BVDSS和BVGSS等參數(shù)選擇合適的MOSFET。對于背對背MOSFET，可防止MOSFET體二極管導(dǎo)通；對于單個MOSFET，需注意VGS max額定值。
2. 二極管選擇：選擇肖特基二極管，以匹配LT4351升壓調(diào)節(jié)器的低正向壓降和快速開關(guān)速度。
3. 電容選擇：在VDD引腳使用低ESR電容，以最小化輸出紋波電壓；在VIN和OUT引腳使用合適的電容，以減少輸入電感引起的振鈴。

   布局考慮

   在PCB布局時，應(yīng)將VIN和VDD旁路電容盡可能靠近芯片，GND引腳作為公共連接點，UV和OV的電阻分壓器也應(yīng)連接到此處。同時，要注意負(fù)載電流在PCB走線中的IR降，避免產(chǎn)生誤差。MOSFET的走線應(yīng)寬而短，以降低電阻。

總結(jié)

LT4351 MOSFET二極管或控制器為多電源系統(tǒng)提供了一種高效、可靠的解決方案。它通過模擬理想二極管的功能，降低了功率損耗，提高了系統(tǒng)的效率和可靠性。在實際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的需求和場景，合理設(shè)置故障閾值、選擇合適的元件，并注意PCB布局，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。你在使用LT4351進行設(shè)計時，是否遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。