3 ORing 電源

肖特基二極管傳統(tǒng)上用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或更多個(gè)電源的 ORing 電路，從而增加系統(tǒng)冗余或增加 N+1 配置中的電源容量。通常，在 N+1 冗余配置中使用肖特基二極管并聯(lián)多個(gè)電源單元 (PSU)。至少需要“N”個(gè)電源來為負(fù)載供電，并提供一個(gè)額外的電源單元以在發(fā)生單點(diǎn)故障（一個(gè)電源單元發(fā)生故障）的情況下作為冗余。具有較高電壓的電源將提供負(fù)載所需的大部分或全部功率。為了在電源之間實(shí)現(xiàn)幾乎平均的負(fù)載共享，需要調(diào)整電源直流設(shè)定點(diǎn)以緊密匹配其他單元。

圖 3-1 顯示了雙 ORing 方案，其中采用兩個(gè) PSU 通過兩個(gè)肖特基二極管為負(fù)載供電。當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障且其輸入短路時(shí)，其路徑中的肖特基二極管將被反向偏置，并將另一個(gè)電源與故障相隔離。負(fù)載完全由正常工作的電源保持供電，直到更換掉發(fā)生故障的單元。

負(fù)載共享：兩個(gè)電源之間的負(fù)載共享主要取決于肖特基二極管的正向電壓差和兩個(gè)電源之間的電壓差。具有較高電壓和較低正向電壓肖特基二極管的電源將承載大部分電流。肖特基二極管的正向壓降具有負(fù)溫度系數(shù)，并且隨著溫度的升高而減小。這會(huì)導(dǎo)致單個(gè)電源承載整個(gè)負(fù)載電流，但第二個(gè)電源仍然存在，并造成結(jié)溫 T_J 升高。因此，需要在兩個(gè)二極管之間進(jìn)行慎重的散熱器設(shè)計(jì)和熱管理。

功率耗散和熱管理：除了功率耗散和相關(guān)熱管理等關(guān)鍵問題外，如果熱設(shè)計(jì)不當(dāng)，高溫下的反向漏電流會(huì)導(dǎo)致效率損失并引起熱耗散情況。高壓肖特基二極管的反向漏電流隨溫度升高急劇增加。例如，額定電壓為 60V 的肖特基二極管 STPS20M60S 在 150°C 時(shí)的反向漏電流為 100 mA，因此，-60V 時(shí)的功耗為 6W?？紤]這樣一種情況：由于肖特基二極管的正向電壓差或電源直流設(shè)定點(diǎn)偏移，只有一個(gè)電源完全提供負(fù)載電流。如果這個(gè)（第一個(gè)）電源發(fā)生故障，第二個(gè)電源將接管第一個(gè)電源并為整個(gè)負(fù)載供電，但第一個(gè)電源的肖特基二極管在關(guān)斷前具有較高的 T_J，并傳導(dǎo)較大的反向漏電流。這可能導(dǎo)致熱耗散情況，其中肖特基二極管繼續(xù)傳導(dǎo)增加的反向電流并會(huì)受損。肖特基二極管損壞和電源發(fā)生故障會(huì)拉低整個(gè)電源系統(tǒng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障。即使通過慎重的散熱器設(shè)計(jì)避免了熱耗散，反向傳導(dǎo)中的持續(xù)功率耗散也會(huì)導(dǎo)致不必要的功率損耗。