移動設備越來越依賴于多種必須可即時互換的電源，例如墻上適配器和備用電池，其中電源之間的切換必須是透明和即時的。在兩個電源之間切換的最簡單方案是簡單的二極管OR，但在較高的電流水平下，二極管中的功率損耗是一個問題。為了最大限度地降低功率損耗并最大限度地延長電池運行時間，用 LTC4415 雙通道單片式理想二極管取代傳統二極管 OR-中的肖特基。

LTC4415 在一個 1.7V 至 5.5V 的輸入電壓范圍內高效、智能地在兩個電源之間切換。當用于圖 1 所示的二極管或應用時，LTC4415 通過理想二極管 D1 從墻上適配器提供負載電流，直到其電壓降至由 EN1/EN2 上的電阻分壓器設定的 4.5V 開關門限以下。禁用 D1 后，電池將通過 D2 提供負載電流。STAT1和STAT2指示哪個理想二極管正在導通。

圖1.墻上適配器和電池之間的自動理想二極管切換。

特征

圖 2 示出了當負載電流低于 500mA 時，LTC4415 以一個 15mV 的穩壓正向壓降導通，與 LTC4413 相比改善了 >28mV。一旦負載電流攀升到該電流以上，LTC4415 將以一個 50mΩ 的導通電阻工作，在此區域比 LTC4413 提高了 140mΩ。在 4A 電流下，LTC4415 僅產生一個 200mV 的正向壓降，與一個典型的肖特基二極管相比降低了 50% 以上，后者將產生一個大于 400mV 的正向壓降。由于其正向壓降低，LTC4415 在 4A 時的功耗不到典型、低反向漏電肖特基二極管的一半，在 2A 時的功耗不到四分之一，如圖 3 所示。

圖2.LTC4415 I-V 曲線和工作區域與典型肖特基二極管的關系。

圖3.LTC4415 在 4A 時的功耗僅為 800mW，比一個肖特基二極管耗散的 1700mW 低 50% 以上。

LTC4415 的另一個有用特性是短路保護。LTC4415 的電流限值可利用 R1 和 R2 調節至 4A。消除R1和R2，并將CLIM1和CLIM2接地，而是觸發6A的內部限制。電流限制是通過一種新穎的方法實現的，該方法允許 LTC4415 既檢測負載電流，又同時產生一個縮放模擬電壓，用于在同一電流限制電阻器兩端進行負載電流監視。圖 4 顯示了一個簡化的框圖。這消除了串聯損耗，并節省了與電流檢測電阻和放大器電路相關的電路板空間和BOM成本。

圖4.LTC4415 內部針對每個通道的電流限值檢測。

LTC4415 P 溝道 MOSFET 專為實現最小的導通電阻而優化，并在電源之間快速切換，而不會出現任何明顯的負載下降。圖 5 示出了 LTC4415 在不同電壓的輸入源之間切換，瞬態驟降僅在 20μs 內恢復。請注意，瞬態電壓尖峰通常是由電感連接引起的。這可以通過短引線、適當的布局技術以及具有適當ESR的輸入和輸出旁路電容器來減少。

圖5.快速路徑切換，瞬態電壓驟降僅為 5%。

出于狀態監控目的，STATx 和 WARNx 的低電平有效信號向數字控制器/處理器提供反饋。STATx 反映給定通道的導通狀態。它還可用于檢測源的故障。WARNx 具有雙重目的，即指示路徑是否處于電流限制（當 STATx 也處于低電平時）或處于熱關斷狀態。

當管芯溫度超過160°C時，將觸發熱關斷。 圖6顯示了當路徑在電流限制和熱關斷之間來回轉換時，這兩個信號如何反映系統行為。在輸出短路后約 25ms 內，電流限制處于活動狀態，WARNx 保持低電平。然后，當觸發熱關斷時，STATx 變為高電平。當設備冷卻到 140°C 以下時，會發生重啟，但由于持續短路而反復關機。

圖6.輸出短路時的限流警告和熱關斷。

結論

LTC?4415 是一款易于使用的高性能理想二極管 OR 解決方案，用于瞬時電源切換。它只需要四個外部電阻器和一個輸出電容器。低功率損耗和狀態監視使得 LTC4415 成為需要具有內置保護功能的雙二極管的應用的理想選擇。LTC4415 采用 3mm × 5mm 16 引腳 DFN 和 MSOP 封裝。

審核編輯：郭婷