多消费电子设备依靠电池和墙壁适配器为便携式和手持应用程序供电。这些设备必须依靠某种方法在电池和墙壁适配器之间自动平稳地切换。LTC4411是一款低损耗理想二极管，可简化PowerPath 控制电路的实现。使用LTC4411，可以在2mm × 3mm的占地面积内构建整个电源管理解决方案。

LTC4411是一种低压(2.5V至5.5V)单片(不需要外部p沟道MOSFET)理想二极管。它与LTC4412理想二极管控制器引脚兼容(除了LTC4411省略了LTC4412提供的用于驱动外部p沟道MOSFET栅极的引脚)。LTC4411具有低正向压降(导电时通常小于50mV)和低R(DS(ON))(低于140毫欧)，非常适合在便携式电池应用中提供低成本的PowerPath管理解决方案。LTC4411的紧凑设计解决方案能够从一个小的5针ThinSOT 封装提供高达1.6A的连续电流。LTC4411还提供电源监测和控制电路，用于集成到电源管理系统的其他部分。

LTC4411非常适合在插入或断开墙壁适配器或其他辅助电源时需要无缝操作的应用。图1显示了一个应用程序，其中LTC4411在附加辅助源时自动断开系统负载与电池的连接，然后在移除辅助源时将电池重新连接到负载上。在这种配置中，当辅助电源可用时，没有电流从电池中抽出，并且当辅助电源存在时，没有潜在的破坏性反向电流流入电池。当辅助电源断开时，LTC4411自动恢复为电池提供系统电源，通常只需9µs。这种快速响应时间意味着负载应该看到不间断的、无故障的电源(由于存储在C(OUT)中的电荷)。

LTC4411的低正向压降、低R(DS(ON))和低反向漏电流提供了几个好处。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一些应用中也是有益的;从反向偏置肖特基二极管漏电流进入电池可能导致损坏或故障。

LTC4411通过包括短路保护、热管理和系统级电源管理和控制功能来提高系统可靠性。LTC4411提供一个适配器当前信号引脚来指示导通状态，以及一个高激活禁用输入引脚来控制LTC4411的操作。这两个引脚支持逻辑监控和自动电源控制功能。

它是如何工作的

图2显示了LTC4411作为墙壁适配器和电池之间的自动电源开关的应用。在这里，LTC4411配置为在应用墙壁适配器(或其他电源)时自动断开负载与电池组的连接。图3描述了该电路的工作原理，其中电源输入缓慢倾斜以说明LTC4411的工作原理。首先，电池输入从0V上升，而辅助输入保持在0V(时间A1)。一旦电池电压超过欠压锁定(UVLO)阈值(A2)， LTC4411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(LTC4411上的电压降取决于负载电流)。在正向调节操作模式(从时间A2到B2)期间，STAT引脚将是开路，470k欧姆电阻将STATUS电压拉到V(OUT)。或者，这个电阻可以连接到任何电压，V(CC)，高达6V，如图1所示，而不管in的电压是多少。

当墙壁适配器或其他辅助电源电压通过肖特基二极管从0V(时间B1)上升时，LTC4411自动检测其输出电压上升到其输入电压(时间B2)的V(RTO)(反向关断电压，最大14mV)内。此时，LTC4411进入反向关断工作模式，STAT引脚吸收10µA电流，表明辅助电源存在。当处于反向关断模式时，LTC4411关断，并将电池与负载隔离。电池电压轻微升高，不再向负载供电(B3)。同时，当LTC4411处于反向关断模式时，负载的所有功率均由辅助电源通过外部二极管输送;并且没有电流从电池中抽出并传递给负载。请注意，LTC4411实际上进入反向关断模式，而IN电压仍然高于OUT电压，V(RTO) = V(OUT) - V(IN)是一个负数，通常低至几mV。这就保证了当辅助电源将输出电压拉至小于1 mV的输入电压时，理想的二极管被关断。

外部肖特基二极管用于防止辅助输入故障。硅二极管可以代替肖特基二极管，但由于正向压降较高，功耗较高。当然，为了获得更好的性能，也可以使用第二个LTC4411来代替外部肖特基。

LTC4411提供的低R(DS(ON))仅为140毫欧 (100毫欧典型)，负载电流从50mA到最低1.0A。随着负载电流的进一步增大，正向压降增大，直至通过限流阈值;此时，LTC4411将输出电流固定在过电流最大值I(OC)。这个电流限制功能可以防止LTC4411无意中短路接地。

低损耗自动电源路径控制

图2与图1的电路类似，它控制负载在辅助输入和电池之间的自动切换。不同之处在于，该电路在辅助通路中的功率损耗较低，这是用p沟道MOSFET替换图1中的肖特基二极管的结果。一旦输出电压超过IN电压20mV, STAT引脚用于打开该MOSFET。当辅助电压加到p沟道MOSFET的漏极时，MOSFET内的漏源二极管首先导通，将输出电压拉高。一旦OUT电压超过IN电压，LTC4411拉下STAT电压，开启p沟道MOSFET。一旦MOSFET导通，其上的压降可能非常低，这取决于MOSFET的R(DS(on))特性。

自动负载分担

精确控制的理想二极管行为允许电流平衡充电或放电多个电池与一个单一的源或负载，允许不同强度和/或容量的电池之间的有效负载共享。例如，图4显示了在自动负载共享器中配置的多个ltc4411。在这个例子中，电压较高的电池向负载提供所有的电力，然后放电，直到两个电池具有相同的电压，此时两个电池都向负载供电，并根据其容量放电。

多重电池充电

图5显示了另一个示例，其中使用ltc4411允许从单个电池充电器为多个电池充电。在第二个例子中，无论另一个电池的充电状态如何，一个或两个电池都可以充电。电压最低的电池接收充电电流，直到两个电池的电压相同。然后，两个电池同时充电。这种方法的一个优点是，由于电池的电容性，容量最大的电池从充电器接收到的电流相应地更大。对于锂离子电池，两种电池都达到浮动电压减去20mV的正向调节电压降。这可以扩展到任何数量的电池。ltc4411的STAT引脚显示哪个电池正在充电。

高压电源开关

图6说明了一个逻辑控制的高压电源开关的应用电路。当CTL引脚为逻辑低电平时，LTC4411导通，为负载提供电流。当CTL引脚为逻辑高电平时，LTC4411关闭并拒绝向负载供电。如果负载由另一个(更高电压)源供电，则连接到IN的电源保持与负载断开。

结论

LTC4411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。该设备是电池供电的便携式设备的理想选择，它可以延长电池寿命，显着减少自热，并通过其5引脚ThinSOT封装和最小的外部部件数量减少电路尺寸。