現(xiàn)今很多高端系統(tǒng)，尤其是那些需要不間斷地傳輸有價(jià)值數(shù)據(jù)和提供服務(wù)的系統(tǒng)如伺服器、高端計(jì)算器、通訊及數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等，他們都要求100%的有效運(yùn)作。這些系統(tǒng)需要把電源冗余備份，并且備份范圍能夠覆蓋多種不同的母線電壓。如果系統(tǒng)必需要有容錯(cuò)功能，冗余備份便至關(guān)重要了。為保護(hù)系統(tǒng)免受備份電源的故障影響，通常會在電源的輸出端加上或門二極管。近日在電子元件技術(shù)網(wǎng)主辦的新型節(jié)能技術(shù)研討會上，來自美國懷格公司的高級應(yīng)用工程師劉廣緣先生做了題目為《冗余、紋波、動態(tài)負(fù)載的考慮》的演講。
或門二極管的不足之處
“為保護(hù)系統(tǒng)免受輸入源故障影響，在冗余架構(gòu)加入或門二極管是最簡單的方法，” 劉廣緣先生介紹說。當(dāng)輸入電源短路，或門二極只讓電流單向移動，把故障從冗余母線隔離，系統(tǒng)可以依賴沒有故障的冗余電源繼續(xù)工作。但是，在或門二極管大部份時(shí)間都是處于前向傳導(dǎo)模式，在大電流的操作下，它的壓降會引起功耗。劉廣緣先生表示，最少壓降的肖特基二極管也有0.45V；在大電流例如24A時(shí)就有10 W的功耗。或門二極管不僅產(chǎn)生的功耗可觀，同時(shí)還要要特別處理散熱。
Cool-Ring方案與或門二極管的比較
針對上述問題，懷格公司推出了有源或門（Cool-Ring）方案。有源或門方案是一系列整合了場效應(yīng)管和控制芯片的組件。場效應(yīng)管內(nèi)導(dǎo)通電阻的特性是RDS(on) ，乘以流經(jīng)組件電流的平方(I2) ，就是場效應(yīng)管的功耗。場效應(yīng)管的功耗明顯地比肖特基二極管低。劉先生介紹說，Cool-Ring 是由Picor公司推出的，Picor為懷格的附屬公司，是一間專研究開發(fā)電源管理方案的公司。
據(jù)劉廣緣先生介紹，有源或門方案的功耗一般情形比二極管少10x以上，并且有源或門方案占用的空間比傳統(tǒng)或門小很多，可以節(jié)省超過50%的空間。因?yàn)橛性椿蜷T的功耗低，熱處理的要求相對簡單。
相關(guān)的Cool-Ring方案
冷或門PI2121 / PI2123 / PI2125是一個(gè)完整的有源或門方案, 它整合了高速或門場效應(yīng)管控制器及極低導(dǎo)通電阻的場效應(yīng)管，PI2121是一個(gè)8V, 24A,適合≤5V母線應(yīng)用的方案。而PI2123則是一個(gè)15V, 15A,適合≤9.6V母線應(yīng)用的方案。PI2125是一個(gè)30V, 12A,適合≤12V母線應(yīng)用的方案。冷或門PI2122是整合了高速或門場效應(yīng)管控制器及極低導(dǎo)通電阻場效應(yīng)管；有斷路裝置的全功能有源或門方案。
此外，PI2001/ PI2002 /PI2003是用于有源或門方案的冷或門控制器。這些控制器可與市面上的場效應(yīng)管配套, 同樣可控制單一或多個(gè)并聯(lián)的場效應(yīng)管。
劉先生介紹說，Cool-Ring方案可用于冗余備份的應(yīng)用, 特別適合需要長時(shí)間不間斷操作的系統(tǒng)如如伺服器、高端程式、電信及通訊基礎(chǔ)設(shè)施等。
