幾種實(shí)用的低電壓冗余電源方案設計
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最后，應注意MOSFET的電流流動(dòng)方向是雙向的，不同于三極管的單向導通。對于MOSFET的導電特性，大多數資料、文獻及器件的數據手冊中只給出了單向導電特性曲線(xiàn)，大多數應用也只是利用了它的單向導電特性；而對于其雙向導電特性，則鮮有文獻介紹。實(shí)際上，MOS-FET為電壓控制器件，通過(guò)柵極電壓的大小改變感應電場(chǎng)生成的導電溝道的厚度，從而控制漏極電流的大小。以N溝道MOSFET為例，當柵極電壓小于開(kāi)啟電壓時(shí)，無(wú)論源、漏極的極性如何，內部背靠背的2個(gè)PN結中，總有1個(gè)是反向偏置的，形成耗盡層，MOSFET不導通。當柵極電壓大于開(kāi)啟電壓時(shí)，漏極和源極之間形成N型溝道，而N型溝道只是相當于1個(gè)無(wú)極性的等效電阻，且其電阻很小，此時(shí)如果在漏、源極之間加正向電壓，電流就會(huì )從漏極流向源極，這是通常采用的一種方式；而如果在漏、源極之間加反向電壓，電流則會(huì )從源極流向漏極，這種方式很少用到。
在冗余電源的應用電路中，MOSFET的連接方向與常規不同。以N溝道管為例，連接電路應如圖3所示。如果電源輸入電壓高于負載電源電壓，即Vi>Vout，電流由Vi流向Vout。由于是冗余電源應用，負載電源電壓Vout可能會(huì )高于電源輸入電壓Vi，這時(shí)由外部電路控制MOSFET柵極關(guān)斷源、漏通路，同時(shí)由于內部二極管的反向阻斷作用，使負載電源不能倒流回輸入電源。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/181149.htm
如果需要通過(guò)控制信號直接控制關(guān)斷MOSFET通路，上述的單管就無(wú)法實(shí)現，因為關(guān)斷MOSFET溝道之后，內部的二極管還存在單向通路。這時(shí)需要如圖4所示的2個(gè)背靠背反向連接的MOSFET電路，只有這樣才能主動(dòng)地關(guān)斷電流通路。
5 幾種實(shí)用冗余電源方案設計
本文主要討論的是DC 5 V、DC 12 V之類(lèi)的低壓冗余電源設計。針對不同的功能、成本需求，下面給出幾個(gè)設計方案實(shí)例。
5．1 簡(jiǎn)單的冗余電源方案
使用Linear公司的LTC4416可以設計1個(gè)簡(jiǎn)單的2路電源冗余方案，如圖5所示。圖中用1個(gè)LTC4416芯片連接2個(gè)外置P溝道MOSFET控制2路電源輸入，是非常簡(jiǎn)單的方案。它使用2個(gè)MOSFET代替2個(gè)二極管實(shí)現了“或”的作用，MOSFET的壓降一般為20～30 mV，因此功率損耗非常小，不會(huì )產(chǎn)生太多熱量。
該電路的工作原理是，LTC4416在2路輸入電源的電壓相同(差值小于100 mV)時(shí)，通過(guò)G1、G2控制2個(gè)MOSFET同時(shí)導通，使2路輸入同時(shí)給負載提供電流。當輸入電源電壓不同時(shí)，輸出電源電壓可能高于某路輸入電源電壓，這時(shí)LTC4416可以防止輸出向輸入倒灌電流。這是因為芯片一直監測輸入與輸出之間的電壓差，當輸出側電壓比輸入側電壓高25 mV時(shí)，芯片控制G1或G2立即關(guān)斷MOSFET，防止電流倒流。在防止倒流方面，其他控制芯片也是類(lèi)似的原理。
LTC4416還有2個(gè)控制端E1、E2，可以用外部信號主動(dòng)控制2路電源的通斷，也可以通過(guò)電阻分壓來(lái)監測輸入電壓的高低，來(lái)控制某路電源的導通。具體方法可參閱芯片數據手冊。該芯片也適合于1路輸入電源電壓高、1路輸入電源電壓低的應用，如“電源+電池”的應用。需要注意的是，要讓芯片主動(dòng)去關(guān)斷1路電源，外部MOSFET必須使用“背靠背”的方案，如圖4所示。
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