Linear Technology DC852A - LTC4354 Negative Voltage Diode-OR Controller and Monitor DC852A DC852A Data Sheet

Product codes
DC852A
Page of 14
LTC4354
6
4354fc
TiMing DiagraM
High availability systems often employ parallel-connected 
power supplies or battery feeds to achieve redundancy 
and enhance system reliability. ORing diodes have been 
a  popular  means  of  connecting  these  supplies  at  the 
point-of-load. The disadvantage of this approach is the 
significant forward-voltage drop and resulting efficiency 
loss. This drop reduces the available supply voltage and 
dissipates  significant  power.  A  desirable  circuit  would 
behave like diodes but without the voltage drop and the 
resulting power dissipation.
The LTC4354 is a negative voltage diode-OR controller that 
drives two external N-channel MOSFETs as pass transis-
tors to replace ORing diodes. The MOSFETs are connected 
together at the source pins. The common source node is 
connected to the V
SS
 pin which is the negative supply of 
the device. It is also connected to the positive inputs of 
the amplifiers that control the gates to regulate the volt-
age drop across the pass transistors. Using N-channel 
MOSFETs to replace Schottky diodes reduces the power 
dissipation and eliminates the need for costly heat sinks 
or large thermal layouts in high power applications.
At power-up, the initial load current flows through the 
body diode of the MOSFET and returns to the supply with 
the lower terminal voltage. The associated gate pin will 
immediately start ramping up and turn on the MOSFET. 
The amplifier tries to regulate the voltage drop between 
the source and drain connections to 30mV. If the load 
current causes more than 30mV of drop, the gate rises 
to further enhance the MOSFET. Eventually the MOSFET 
4354 TD01
V
SS
 – V
DX
V
GATE
t
OFF
100mV
2V
–400mV
operaTion
gate is driven fully on and the voltage drop is equal to the 
R
DS(ON)
 • I
LOAD
.
When the power supply voltages are nearly equal, this 
regulation  technique  ensures  that  the  load  current  is 
smoothly shared between them without oscillation. The 
current level flowing through each pass transistor depends 
on the R
DS(ON)
 of the MOSFET and the output impedance 
of the supplies.
In the case of supply failure, such as if the supply that 
is conducting most or all of the current is shorted to the 
return side, a large reverse current starts flowing through 
the MOSFET that is on, from any load capacitance and 
through the body diode of the other MOSFET, to the sec-
ond supply. The LTC4354 detects this failure condition as 
soon as it appears and turns off the MOSFET in less than 
1µs. This fast turn-off prevents the reverse current from 
ramping up to a damaging level. 
In the case where the pass transistor is fully on but the 
voltage drop across it exceeds the fault threshold, the 
FAULT pin goes high impedance. This allows an LED or 
opto-coupler to turn on indicating that one or both of the 
pass transistors have failed.
The LTC4354 is powered from system ground through a 
current limiting resistor. An internal shunt regulator that 
can sink up to 20mA clamps the V
CC
 pin to 11V above V
SS
A 1µF bypass capacitor across V
CC
 and V
SS
 pins filters 
supply transients and supplies AC current to the device.