【導(dǎo)讀】采用多個(gè)小型電源通常比使用單個(gè)大型電源更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和可靠。例如，可采用單獨(dú)的電池以提高可靠性。在多電源系統(tǒng)中，均等地分擔(dān)負(fù)載是很重要的;否則，一個(gè)電源或許會(huì)試圖承擔(dān)整個(gè)負(fù)載的供電。本文將說(shuō)明怎樣通過(guò)級(jí)聯(lián) LTC4370 電路以容易地實(shí)現(xiàn)三個(gè)或四個(gè)電源的負(fù)載平衡。
如圖 1 所示，LTC4370 控制器在輸出電壓之間具有適度差異的兩個(gè)電源之間實(shí)現(xiàn)了電流均分。為了完美地平衡兩側(cè)中的電流，該控制器調(diào)節(jié)位于具有較高電壓那一側(cè)中的 N 溝道 MOSFET 的柵-源極電壓。這在 MOSFET 的 RDS(ON) 和電流檢測(cè)電阻器兩端產(chǎn)生一個(gè)電壓降。
LTC4370 能夠補(bǔ)償兩個(gè)電源軌之間高達(dá) 0.5V 的電壓差。如果兩個(gè)電源之間的電壓差異略低于 0.5V，則 LTC4370 可調(diào)節(jié)其輸出以匹配電壓值較低的電源軌 (通過(guò)在 RANGE 引腳上增設(shè)一個(gè)合適的電阻器來(lái)設(shè)定)。
圖 1：LTC4370 電流平衡控制器可在兩個(gè)電源之間實(shí)現(xiàn)平衡的負(fù)載分擔(dān)，即使當(dāng)它們的電壓輸出不同時(shí)也不例外。
利用兩個(gè)級(jí)聯(lián)的 LTC4370 來(lái)平衡三個(gè)電源之間的負(fù)載
圖 2 示出了一款提供 10A 電流的三輸入、12V 系統(tǒng)。請(qǐng)注意，一個(gè) LTC4370 (U1) 在電源 V1 和 V2 之間執(zhí)行均等的電流分擔(dān)，而第二個(gè) LTC4370 (U2) 則在 U1 的輸出電流和第三個(gè)電源 V3 的電流之間實(shí)施 2:1 關(guān)系的電流分?jǐn)?。于是，每個(gè)電源均等地提供總負(fù)載電流的三分之一。負(fù)載上的輸出電壓低于電源電壓 V1、V2 和 V3 的最小值。由于有兩個(gè)級(jí)聯(lián)的電路級(jí)，因此倘若 V1 和 V2 之間的電壓差已經(jīng)位于 0.5V 限值，那么在 V3 和 V1 或 V2 之間可以具有高達(dá) 1V 的電壓差。
圖 2：可級(jí)聯(lián)兩個(gè) LTC4370 以實(shí)現(xiàn)三個(gè)電源的均流。
平衡四個(gè)電源之間的負(fù)載
級(jí)聯(lián)三個(gè) LTC4370 控制器 (圖 2) 可允許四個(gè)電源分擔(dān)負(fù)載。在第一級(jí)中，U1 和 U2 在一對(duì)電源之間強(qiáng)制均等的負(fù)載分擔(dān)，其中，U1 的輸出電流為 I12 = I1 + I2，而 U2 的輸出電流為 I34 = I3 + I4。第三個(gè) LTC4370 (第二級(jí)) 負(fù)責(zé)保持 I12 = I34。因此，每個(gè)電源提供總負(fù)載電流的四分之一。同上，兩個(gè)級(jí)聯(lián)的電路級(jí)允許存在四個(gè)電源電壓之間具有高達(dá) 1V 電壓差的可能性。
圖 3：通過(guò)采用三個(gè) 2 級(jí)級(jí)聯(lián)的 LTC4370，四個(gè)電源能夠均等地分擔(dān)一個(gè)負(fù)載的電流供應(yīng)。
局限性
對(duì)實(shí)現(xiàn)理想均流有所影響的主要誤差源是：
● LTC4370 誤差放大器輸入失調(diào)，±2mV (最大值)
● 檢測(cè)電阻器容差，對(duì)于 1% 精度的電阻器而言，最壞情況容差為 2% (總值)。
由誤差放大器輸入失調(diào)引起的均流誤差隨著檢測(cè)電壓的提升而減小，但功耗就增加了。對(duì)于具有兩個(gè)電源的簡(jiǎn)單 LTC4370 電路來(lái)說(shuō)，該誤差表現(xiàn)為電源之電流分擔(dān)中的失衡：
當(dāng)采用上面的最壞情況誤差時(shí)，誤差為：
對(duì)于圖 2 所示的電路 (這里，理想負(fù)載分擔(dān)意味著負(fù)載被分成 1/3ILOAD 和 2/3ILOAD)，通過(guò)每個(gè)電源的最大和最小電流表達(dá)式可以更容易地估算最壞情況失衡：
結(jié)論
通過(guò)級(jí)聯(lián)一個(gè) LTC4370 和另一個(gè) LTC4370 的共享輸出，可有效地控制三個(gè)或更多的電源以向負(fù)載提供相等的電流。由于誤差水平與檢測(cè)電阻器容差相近，因此電壓降是極小的。
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