如何通过级联LTC4370电路轻松对3个或4个电源进行负载平衡

作者：Vladimir Ostrerov and Chris Umminger

使用多个小电源通常比使用单个大电源更经济、更可靠。例如，可以使用单独的电池来提高可靠性。在多电源系统中，平均分担负载非常重要;否则，一个电源可能会尝试承载整个负载。本文介绍如何通过级联LTC4370电路轻松对3个或4个电源进行负载平衡。

LTC4370 控制器可在两个电源之间实现均流，输出电压之间略有差，如图 1 所示。为了完美平衡两侧的电流，控制器调节电压较高的一侧的N沟道MOSFET的栅源电压。这会在 MOSFET 的 R 两端产生压降DS（ON）加上电流检测电阻。

图1.LTC®4370 电流平衡控制器可在两个电源之间实现平衡负载均分，即使它们的电压输出不同也是如此。

LTC4370 能够补偿两个电源轨之间高达 0.5V 的电压差。如果两个电源的电压差略小于 0.5V，则 LTC4370 可以调节其输出以匹配较低值的轨 （通过在 RANGE 引脚上添加一个适当的电阻器来设置）。

利用两个级联 LTC4370 在三个电源之间平衡负载

图2所示为一个提供10A电流的3输入、12V系统。请注意，一个 LTC4370 （U1） 在电源 V1 和 V2 之间执行相等的均流，而第二个 LTC4370 （U2） 在 U1 的输出电流和第三个电源 V3 的电流之间实现了 2：1 的关系。因此，每个电源平均贡献总负载电流的三分之一。负载处的输出电压小于电源电压 V1、V2 和 V3 中的最小值。由于级联有两个阶段，如果V1和V2之间的差异已经达到0.5V限制，则V3和V1或V2之间的差异可能高达1V。

图2.两个 LTC4370 可以级联以实现三个电源的均流。

平衡四个电源之间的负载

级联三个 LTC4370 控制器 （图 2） 允许四个电源共享负载。在第一级，U1 和 U2 在一对电源之间均等分配，其中 U1 的输出电流为 I12= I1+ 我2，U2的输出电流为I34= I3+ 我4.第三个 LTC4370，即第二级，使12= I34.因此，每个电源贡献总负载电流的四分之一。如上所述，这两个级允许四个电源电压之间可能存在高达1V的差异。

图3.通过在两级级联中使用三个 LTC4370，四个电源能够各自支持相等的负载份额。

局限性

影响完美均流的主要误差源是：

LTC4370 误差放大器输入失调，±2mV （最大值）

检测电阻容差，1%电阻的最差情况总体为2%。

误差放大器输入失调导致的均分误差随着检测电压的增加而减小，但功耗增加。对于具有两个电源的简单LTC4370电路，该误差表示为电源均流的不平衡：

使用上述最坏情况的错误，错误是：

对于图2所示电路，理想负载均分意味着负载分布到1/3I负荷和 2/3I负荷，通过每个电源的最大和最小电流表达式更容易估计最坏情况不平衡：

结论

通过将一个 LTC4370 的共享输出与另一个 LTC4370 级联，可以有效地控制三个或更多电源，从而为负载提供相等的电流。当误差与检测电阻容差量级相同时，压降最小。

审核编辑：‘郭婷’