IR推出通用有源ORing控制器集成電路

    全球電源管理技術(shù)領(lǐng)袖國(guó)際整流器公司（International Rectifier，簡(jiǎn)稱IR）近日推出采用高性能有源ORing電路的IR5001S通用高速控制器—N溝道功率MOSFET驅(qū)動(dòng)器。

    這款有源ORing集成電路采用SO-8封裝，配合外置MOSFET一起使用，可取代傳統(tǒng)的二極管ORing，既能顯著提升效率，又可降低功耗。許多高端系統(tǒng)，諸如運(yùn)營(yíng)商級(jí)通信設(shè)備、電信和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)服務(wù)器等，需要不間斷運(yùn)行，而有源ORing正好可以滿足他們的需要。

    IR中國(guó)及香港銷售總監(jiān)嚴(yán)國(guó)富表示：“與典型的肖特基二極管ORing電路相比，采用IR5001S有源ORing IC和一個(gè)優(yōu)化的外置MOSFET的系統(tǒng)，能在特定的功率水平降低板上功耗達(dá)85％以上，體積也將減小一半以上。采用肖特基二極管的ORing 電路在相同的功率水平運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，因此在很多情況下都需要有散熱的通孔式器件，結(jié)果使整套方案的外型更為笨重，制作過(guò)程也更加復(fù)雜?！?

    IR5001S還可以提供附加的“診斷”功能，有助于延長(zhǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，提升服務(wù)質(zhì)量，為客戶創(chuàng)造更多的價(jià)值。

    有源ORing把兩個(gè)以上的電源結(jié)合形成冗余電源，以便在其中一個(gè)輸入電源發(fā)生故障時(shí)保留輸入電源。當(dāng)一個(gè)輸入電源發(fā)生故障時(shí)，有源ORing 電路會(huì)迅速切斷非運(yùn)行的電源，以防止系統(tǒng)總線電壓發(fā)生故障，同時(shí)避免產(chǎn)生較大峰值的逆向電流。 

    IR5001S有源ORing控制器IC廣泛適用于各種有源ORing電路，包括運(yùn)營(yíng)商級(jí)通信設(shè)備的-48V/-24V輸入有源ORing、用于冗余AC-DC整流器的24V/48V輸出有源ORing、用于多路輸出DC-DC及AC-DC電源的12V輸出有源ORing，以及低電壓輸出的冗余VRM DC-DC處理器電源。

在12V輸出的系統(tǒng)中，只需并聯(lián)4個(gè)IRF6609 DirectFET  MOSFET，便可組成能處理100A電流的ORing電路。IR5001S還可以用于48V/24V系統(tǒng)的反向極性應(yīng)用，取代大型的D2Pak二極管和昂貴的繼電器。

    如果把IR5001S與100V的IRF6655  DirectFET MOSFET配合使用，可以提供30W到60W功率級(jí)的板上電源。采用小罐式封裝的IRF6655比采用SO-8封裝的體積減少一半，更適合功率較低的應(yīng)用系統(tǒng)。采用中罐式封裝的100W IRF6644 DirectFET  MOSFET適用于功率較高的應(yīng)用，能提供250W到300W功率級(jí)的板上電源，而且無(wú)需使用多個(gè)并聯(lián)的SO-8器件或體積更大的獨(dú)立封裝器件。

    如果加入簡(jiǎn)單的電荷泵電路，IR5001S可加裝在-48V系統(tǒng)的接地ORing端，以符合“先進(jìn)電信計(jì)算架構(gòu)”（ATCA）的規(guī)范。

    新產(chǎn)品采用輸入終端（INN和INP）來(lái)測(cè)量外置MOSFET的漏極和源極之間的不同電壓和極性，從而確定輸出電壓。IC的輸出電壓（Vout）能驅(qū)動(dòng)外置MOSFET柵極。

    如果電流極性反向，該IC會(huì)將Vout引腳拉低，使有源ORing  MOSFET迅速關(guān)斷。IR5001S的典型關(guān)斷延遲為130納秒，場(chǎng)效應(yīng)管的典型關(guān)斷時(shí)間則為20納秒，其速度是業(yè)界最快的器件的兩倍，可有效地將冗余總線電壓驟降到最低值。通常，反向極性保護(hù)電路安裝在系統(tǒng)機(jī)架或控制臺(tái)，而非電路板上。不過(guò)，由于IR這套方案體積小巧，該電路可以貼裝在電路板上，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

    IR5001S IC的診斷引腳（場(chǎng)效應(yīng)管檢查引腳FETch及場(chǎng)效應(yīng)管狀態(tài)引腳FETst）能確定有源ORing電路的狀態(tài)。這對(duì)于需要保證長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行的系統(tǒng)非常重要。每當(dāng)一個(gè)邏輯信號(hào)發(fā)送到場(chǎng)效應(yīng)管檢查引腳時(shí)，IR5001S的輸出（Vout）或MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)便會(huì)拉低，使MOSFET關(guān)斷。

    在這個(gè)瞬間關(guān)斷周期中，隨著電流由MOSFET溝道轉(zhuǎn)移到體漏極二極管，MOSFET漏極到源極的電壓會(huì)因此上升。如果電壓由低于100mV上升到700mV（體漏極二極管的預(yù)期值），MOSFET可以保持正常運(yùn)行，但是如果電壓上升到不足300mV的臨界值，MOSFET便會(huì)短路。場(chǎng)效應(yīng)管的狀態(tài)引腳就會(huì)向系統(tǒng)發(fā)出輸出信號(hào)，這取決于外置MOSFET的狀態(tài)。這個(gè)特性可對(duì)有源ORing電路進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的監(jiān)測(cè)，有助于預(yù)先制定維護(hù)程序，避免意外系統(tǒng)停機(jī)造成的不便。

    非對(duì)稱偏置電壓能避免在輕載時(shí)發(fā)生輸出振蕩，提高可靠性。IR5001S能以36V到75V的通用電信總線電壓（最大100V），或外置偏壓及設(shè)計(jì)靈活的偏壓電阻供電。IR5001S還可以防止持續(xù)性的柵極短路現(xiàn)象，以及輸入引腳上100V以上的持續(xù)電壓，實(shí)現(xiàn)可靠運(yùn)行。
IR5001的參考設(shè)計(jì)冊(cè)詳載于以下網(wǎng)址：
      IRDC5001-LS48V -48V動(dòng)態(tài)ORing
       http://www.irf.com/technical-info/refdesigns/dcdckits.html
      IRAC5001-HS100A ORing功能：+12V線軌裝設(shè)
       http://www.irf.com/technical-info/refdesigns/acdckits.html