随着计算机和网络系统变得越来越大、越来越快，它们的供电电流不断上升，供电电压不断下降。负载电流足够高，要求电源设计人员并联使用多个电源模块。用于数据处理和通信设备的高性能电源还必须提供卓越的可靠性和容错性。例如，用于关键任务数据处理系统的电源系统必须在99.999%的时间内运行良好。为了满足这些系统的需求，电源管理解决方案必须提供负载共享、容错和冗余功能。

本文介绍了一种电源管理解决方案，该解决方案使用LTC3729多相 控制器和LTC4350热插拔负载共享控制器，在一个相对简单的电路中提供所有这些功能。

关于LTC3729多相控制器

LTC3729双电流模式多相控制器提供了低电压、大电流计算机和网络系统所需的性能和可靠性。多相技术将几个并联功率级的时钟信号交织在一起，从而减少输入和输出纹波电流，从而减少所需的电容。减少纹波电流显著提高了输入和输出电容器的可靠性和寿命。LTC3729的精确电流传感方案提供了额外的可靠性。相位之间的电流共享非常好，使得热分布均匀，从而确保了功率半导体和输出电感的可靠性。LTC3729的其他先进功能包括真正的遥感，集成的大电流MOSFET驱动器，过压保护，折回限流和可选的过流关断。所有这些加起来是一个可靠和高性能的低电压，大电流电源。

添加LTC4350可热插拔负载分担控制器

为了进一步提高系统可靠性，建议在LTC3729后增加可热插拔的负载分担控制器LTC4350。LTC4350允许并联电源以容错和冗余分担负载。为了在冗余电源之间共享负载，LTC4350调整每个电源的输出电压，直到每个电源的电流与共享总线设置的值匹配。LTC4350还通过关闭串联输出mosfet来隔离故障电源，并识别系统的故障电源。故障的电源可以在不关闭系统电源的情况下被移除并替换为新的单元。

LTC4350通过允许使用低R(DS(ON))输出mosfet而不是ORing二极管来提高系统效率。

LTC4350是一款通用负载共享控制器，可与任何DC/DC控制器(如LTC1628, LTC3728, LTC1629和LTC1778)一起工作。

3.3V/40A输出电源，负载分担和冗余

图2a和图2b为3.3V/40A输出电源，具有负载分担和冗余功能。图2a显示了电路的第一部分:LTC3729控制器在一个2相，同步降压DC/DC转换器，从5V-12V总线提供3.3V/40A输出。转换器只需要一个IC, 8个微小的SO-8尺寸mosfet和两个1µH，低外形，表面贴装电感。在3.3V/40A输出的整个输入电压范围内，效率为91%-93%。图3显示了电源在2A至40A宽负载范围内的效率。

LTC4350负载分担和热插拔电路如图2b所示。每个电源的负载电流由共用母线电压决定。对于每个通道，LTC4350的I(OUT)引脚连接到LTC3729的电压反馈电阻R10。因此，可以调整LTC3729的本地输出电压V(OUT)，直到每个电源的电流匹配共享总线设置的值。LTC4350监控每个电源在UV(欠压)和OV(过压)引脚的本地输出电压V(OUT)。LTC4350以这种方式检测低、高和开路故障，它关闭串联输出MOSFET以隔离故障电源。LTC4350还提供一个开漏信号，通过STATUS引脚向系统报告本地故障。在本设计中，为了简化电路，由于LTC3729还具有输出过压和短路保护功能，因此在每个模块中都使用了单向mosfet。

图4显示了负载分担时两个并联电源的脉冲负载电流波形。波形显示，从空载到重载，两个电源具有良好的电流共享，40A。图5显示了两个并联模块的热插拔波形，输出电流为40A。负载瞬态和热插拔负载电流的稳定时间可以通过LTC4350的COMP1和COMP2引脚上的补偿电阻和电容来调节。有关详细信息，请参阅LTC4350数据表。

多输出应用的冗余

图6显示了一个简单而强大的冗余电源系统，具有三个输出。在本例中，三个LTC3728(类似于LTC3729，但有两个输出)双输出多相控制器提供电压控制，六个ltc4350提供热插拔负载共享。每个LTC3728调节两个输出，这两个输出是180度的相切换，以尽量减少输入电容的数量。

结论

LTC3729多相电流模式控制器和双输出LTC3728提供高性能，最大限度地减少组件数量，并提高了低电压，大电流电源的可靠性。这些部件与LTC4350热插拔负载共享控制器相结合，形成易于设计的容错冗余电源系统，适用于关键任务应用。