LTC4413双单片理想二极管有助于减小手持和电池供电设备的尺寸并提高其性能。它在一个很小的封装中封装了如此多的功能，以至于可以在3mm × 3mm的占地面积内构建一个完整的电源管理解决方案。图1显示了构建一个完整的电池壁适配器PowerPath 管理器是多么简单。

尽管其体积小巧，LTC4413包括在要求苛刻的应用中所必需的功能，包括热管理、短路保护和系统级电源管理和控制。

两个隔离的p沟道MOSFET晶体管作为低压(2.5V至5.5V)单片理想二极管。每个理想的二极管通道提供低正向压降(当传导10mA时通常低至40mV)和低R(DS(ON))(见100毫欧) -在电池供电的应用中很重要。

此外，每个通道能够从一个小的10针DFN封装提供2.6A的连续电流。如果负载尝试吸取大于2.6A，则达到内部限流阈值。此时，LTC4413将输出电流固定在过电流最大值。这会导致输出电压崩溃，芯片内的功耗增加。电流限制保护内部p沟道MOSFET二极管防止短路和过载。持续的过载，导致过度的模具加热减轻热关闭。

系统级电源管理和控制可通过状态信号引脚来指示导通状态，以及两个有源高禁用输入引脚，它们独立控制每个PowerPath理想二极管的工作。

LTC4413的低正向压降，低R(DS(ON))和低反向漏电流提供了几个额外的好处。微小的正向压降直接导致延长电池寿命。低R(DS(ON))降低功耗，进一步提升电池性能。与肖特基二极管相比，极低的反向泄漏电流在许多应用中也是有益的，特别是从反向偏置肖特基二极管泄漏到电池中的电流可能导致损坏或故障。

LTC4413可以用作两个LTC4411单片理想二极管的替代品，或者它可以用于可能使用一个LTC4411和肖特基二极管的应用中，从而在空间和功耗方面提供改进。

它是如何工作的

图1显示了一个应用程序，其中LTC4413被配置为电池和墙壁适配器(或其他辅助电源)之间的自动电源开关，为连接到输出的负载提供连续的电源。

该电路的操作如图2所示，其中输入缓慢倾斜以说明LTC4413的工作原理。

首先，INA的电池输入从0V上升，而INB的辅助输入则保持浮动(A0)。一旦电池电压超过欠压锁定(UVLO)上升阈值2.2V (A1)， LTC4413开始进行正向调节模式，将输出电压拉到电池电压的20mV范围内(LTC4413上的电压降取决于负载电流)。当电池电压继续增加(时间间隔A1-A2)至3.5V时，输出电压跟随电池电压减去LTC4413上的小正向压降。在正向调节工作模式期间(从时间A2到B0)， STAT引脚为开路，560k欧姆电阻将STAT引脚电压拉至V(CC)，表明负载电流由连接到INA的电池提供。或者，这个电阻可以连接到如图6、7和8所示的输出端。

接下来考虑一个墙壁适配器，或其他辅助电源电压，施加到引脚INB(在时间B0)。INB处的电压从0V开始上升(从时间B1开始)。LTC4413自动检测INB电压是否大于输出电压(时间B2)，并从引脚INB处的输入恢复提供负载电流;当输出端的电压高于INA端的电池电压时，断开电池与负载的连接。此时，STAT引脚开始下沉9μA，导致STAT引脚电压下降，表明INB的墙壁适配器现在提供负载电流。当辅助电压继续上升到5.5V (B3)时，输出电压跟随辅助电压。

当墙壁适配器或辅助电压被移除(在时间C0)并且INB处的电压降至零时，输出电压开始随着C(OUT)放电而下降;速率取决于负载电流。一旦输出电压低于电池电压(C1)， LTC4413就会从电池恢复提供负载电流。此时STAT引脚成为开路，560k电阻将STAT引脚电压拉到V(CC)，表明电池现在正在提供负载电流。

当电池电压继续放电低于欠压锁定阈值1.9V(时间D0)时，LTC4413自行关闭，电池与负载断开。当负载放电电容器C(OUT)时，输出电压随之崩溃。

自动双电池负载分担

双电池负载分担电路如图3所示。在这个原理图中，LTC4413用于从负载隔离两个电池，可能是主电池和备用电池。这种电路利用了这样一个事实，即并联放电比顺序放电更有效。

电压较高的电池提供负载电流，直到它放电到另一个电池的电压。然后根据每个电池的容量在两个电池之间分担负载。更高容量的电池按比例为负载提供更高的电流。

由于LTC4413只允许电流在一个方向上流动，每个电池彼此隔离，因此没有反向电流可以从一个电池流入另一个电池。这消除了潜在危险情况的可能性，即一个电池可能不受控制地向另一个电池放电电流。STAT引脚可用于指示连接到INA的备用电池是否导通，从而提供一个自动监视器来指示备用电池何时提供所有负载电流。

多重电池充电

图4演示了使用LTC4413对多个电池充电的应用。在这个例子中，一个或两个电池可以从一个电池充电器充电(没有显示)，而不管另一个电池的充电状态。这种电路利用了这样一个事实，即并联充电比顺序充电效率更高。

电压最低的电池接受完全充电电流，直到两个电池的电压相同。然后两个电池同时充电。用LTC4413对多个电池并行充电而不是按顺序充电的一个优点是，两个电池总是被充电到相同的电池容量的相对百分比。因此，如果电池充电器在充电过程中突然被取下，两块电池都被部分充电到相同的百分比。使能引脚和STAT引脚可用于独立控制哪个电池被充电，并监视使能电池是否正在充电。

双高压电源开关

图5显示了LTC4413作为双侧高压电源开关的使用情况。

当ENBA引脚为逻辑低电平时，LTC4413导通理想二极管a，从INA向连接到OUTA的负载提供电流。当ENBB引脚为逻辑低电平时，LTC4413导通理想二极管B，从INB向连接到OUTB的负载提供电流。

当ENBA和/或ENBB引脚处于逻辑高位时，LTC4413关断相应的二极管并为该负载移除电源。如果OUTA的负载由另一个(更高电压)源供电，则连接到INA的电源仍然与该负载断开;连接到OUTB的负载可以独立于OUTA的电压保持连接到INB，反之亦然。

STAT引脚可用于指示二极管A的导通状态(如果ENBA低，或两个使能引脚都低)。或者，STAT引脚可用于指示二极管B是否导通(如果ENBA处于逻辑高电平，ENBB处于逻辑低电平)。如果ENBA和ENBB都为逻辑HIGH，则STAT引脚为逻辑LOW。

从4.2V锂离子电池到墙上适配器和电池充电器的自动切换

图6演示了一个应用程序，其中LTC4413执行自动将负载从电池切换到墙壁适配器的功能，同时控制LTC4059电池充电器。

当没有墙上适配器存在时，LTC4413从INA的锂离子电池供电，并且STAT电压高，从而禁用电池充电器。

如果INB上接了高于电池电压的壁接适配器，LTC4413会自动从壁接适配器给负载供电。当这种情况发生时，STAT电压下降，打开LTC4059电池充电器并开始充电周期。

如果移除墙上的适配器，INB的电压会下降，直到低于电池电压。当这种情况发生时，LTC4413自动将电池重新连接到负载并且STAT电压上升，禁用LTC4059电池充电器。

双电池负载共享与自动切换到墙上适配器

图7演示了如何使用LTC4413实现从双电池负载共享自动切换到墙壁适配器的电路。如前所述，在图3中，LTC4413为BAT(a)和BAT(B)执行负载共享功能，并在应用墙壁适配器时添加自动切换功能。

当连接墙壁适配器时，通过用户可编程电阻分压器将ENBA和ENBB电压拉到高于550mV关断阈值的位置。当这种情况发生时，STAT电压下降，打开MP1，以便墙壁适配器可以提供负载电流。如果断开墙壁适配器，则输出电压下降，直到ENBA和ENBB电压降至其导通阈值450mV;使两种理想二极管都成为可能。然后LTC4413将较高的BATA或BATB连接到负载。如果BATA电压最高，则STAT电压升高，否则STAT电压保持低电压。

自动切换从电池到辅助电源或墙壁适配器

图8显示了使用LTC4413从电池自动切换到辅助电源或墙壁适配器。这个简单的电路自动处理所有的功率组合。

考虑两种情况。在第一种情况下，辅助电源不存在，当墙上适配器连接时，电池提供负载电流。在第二种情况下，当连接墙壁适配器时，辅助设备就存在了。

在第一种情况下(辅助电源不存在)，当应用墙壁适配器时，外部pet (MP1)中的二极管正向偏置将输出电压拉到BAT电压以上，并关闭连接在BAT和输出之间的理想二极管。这导致STAT电压下降，打开MP1并将墙壁适配器连接到负载。负载电流由墙壁适配器提供，电池与负载断开。

当墙壁适配器被移除时，输出电压下降，直到BAT电压超过输出电压。当此事件发生时，STAT电压上升，关闭外部fet, BAT和输出之间的理想二极管自动打开，为负载提供电源。

在第二种情况下(辅助电源存在)，分压器(R5和R4)将ENBA拉到高于其关断阈值的位置，断开电池与负载的连接，辅助电源提供负载电流。

当墙壁适配器被应用时，LTC4413感知墙壁适配器的存在，因为ENBB引脚电压被拉到高于其关断阈值;通过电阻分压器(R2和R3)。当这种情况发生时，辅助与负载断开，STAT电压下降，打开MP1，以便墙壁适配器可以提供负载电流。当墙壁适配器被移除时，ENBB下降，直到辅助启用并恢复为负载提供电源。

如果在墙壁适配器提供负载电流时移除辅助，则ENBA电压下降，使BAT和输出之间的理想二极管成为可能。但是，如果墙上适配器电压高于BAT电压，BAT和输出之间的理想二极管是反向偏置的，并且没有电流从墙上适配器流入电池(通过LTC4413)。当墙壁适配器被移除时，输出电压下降，直到BAT电压超过输出电压。此时，BAT和输出之间的理想二极管打开，STAT电压上升，使MP1失效。

当墙壁适配器断开连接而辅助电源存在时，负载电压下降到刚好低于辅助电压，此时辅助电源开始提供负载电流。此时STAT电压上升;禁用MP1。这导致电容C1放电，直到达到ENBA导通阈值;这允许电池源负载电流，如果输出电压低于电池电压。

如果在辅助电源不存在时断开墙壁适配器，则负载电压下降，直到ENBA引脚(由电阻分压器R2和R3形成)处的电压低于450mV的导通阈值。当这种情况发生时，电池连接到负载和STAT电压被拉高，禁用MP1。

结论

LTC4413双单片理想二极管为低损耗电源路径管理提供了简单高效的单ic解决方案。本设备是电池供电的便携式设备的理想选择。它延长了电池寿命，显着减少了自热，并通过其10引脚3mm × 3mm的占地面积和最小的外部部件数量减少了外形因素。