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[導(dǎo)讀]功率半導(dǎo)體專家國際整流器公司 (International Rectifier,簡稱IR) 推出首個(gè)直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組系列,重新定義用于電信及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的48V輸入、150W基板安裝功率轉(zhuǎn)換器的分布式電源架構(gòu)。IR的直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組架

功率半導(dǎo)體專家國際整流器公司 (International Rectifier,簡稱IR) 推出首個(gè)直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組系列,重新定義用于電信及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的48V輸入、150W基板安裝功率轉(zhuǎn)換器的分布式電源架構(gòu)。

IR的直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組架構(gòu)為整體效率、功率密度和簡易性建立了全新基準(zhǔn),能在小于1.7平方英寸電路占位上,于20A/150Wout條件下提供96%以上的效率。與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的四分一磚設(shè)計(jì)相比,該芯片組能節(jié)省53%的體積,并可將隔離式轉(zhuǎn)換器的元件數(shù)目由約50個(gè)大幅縮減至20個(gè)。

全新芯片組包含一個(gè)IR2085S控制集成電路、IRF7493原邊和IRF6603副邊HEXFET功率MOSFET各一對,加上用于原邊偏壓的IRF7380及用于副邊柵箝位的IRF9956。

該芯片組特別為兩級(jí)分布式電源架構(gòu)的隔離型前端結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì),該架構(gòu)采用中間總線電壓饋給的非隔離式負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。

兩級(jí)分布式電源方案不需要精確調(diào)節(jié)的中間總線電壓,因?yàn)樨?fù)載點(diǎn)一般能接受相對較寬的輸入電壓,并提供負(fù)載所需的調(diào)節(jié)能力。若將多個(gè)直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組并聯(lián),可滿足更大功率要求。

IR中國及香港銷售總監(jiān)嚴(yán)國富表示:“IR的直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組架構(gòu)省去在中間級(jí)調(diào)節(jié)輸出的需要,無需昂貴的反饋電路。整套解決方案因而化繁為簡,有助減少元件數(shù)目、節(jié)省轉(zhuǎn)換所需的基板空間,同時(shí)實(shí)現(xiàn)96%以上的效率。”

全新直流總線轉(zhuǎn)換器芯片組架構(gòu)以IR2085S控制集成電路為核心。該電路基于一個(gè)50%固定工作周期及自振蕩控制配置,可取代兩個(gè)SO-8封裝器件,并特別為分布式電源架構(gòu)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。電路中設(shè)有一個(gè)集成軟啟動(dòng)電容器,能在5毫秒內(nèi)把工作周期由零逐步增加至50%,以限制在起動(dòng)階段的涌入電流,同時(shí)在整個(gè)起動(dòng)序列中為高側(cè)和低側(cè)MOSFET保持相同的脈寬。

半橋結(jié)構(gòu)的低側(cè)和高側(cè)脈沖匹配在±25納秒范圍內(nèi),能防止變壓器在操作過程中出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象。其他特點(diǎn)包括經(jīng)優(yōu)化的±1A柵驅(qū)動(dòng)電流,可與IR新一代的低電荷原邊MOSFET配合工作;可調(diào)死區(qū)時(shí)間介于50至200納秒,以防止擊穿電流。死區(qū)時(shí)間亦可進(jìn)行調(diào)節(jié),以限制副邊體二極管的傳導(dǎo)量,從而使效率最大化。

IR2085S的可編程開關(guān)頻率高達(dá)500kHz,使設(shè)計(jì)更具靈活性。較高的開關(guān)頻率降低了輸出電壓波紋,設(shè)計(jì)人員可選用體積更小、損耗更低的磁性元件。電路設(shè)計(jì)人員只需利用兩個(gè)外部元件便可獨(dú)立控制開關(guān)頻率及死區(qū)時(shí)間,從而針對特定應(yīng)用定制電路。

器件內(nèi)的浮動(dòng)溝道是專為100V或以內(nèi)的直流電壓下的起動(dòng)操作而設(shè)計(jì),并備有VCC電源欠壓鎖定功能。IR2085S采用嶄新的高電壓、高頻率電平轉(zhuǎn)換技術(shù)及高dv/dt耐量。該耐量范圍為每納秒50V,可在半橋結(jié)構(gòu)中避免較低側(cè)MOSFET的突然啟動(dòng),實(shí)現(xiàn)更快的轉(zhuǎn)換速度。

原邊部分以半橋配置,內(nèi)含兩個(gè)采用SO-8封裝的80V IRF7493 MOSFET。通態(tài)電阻與柵電荷均極低,在10V柵源電壓、31nC整體柵電荷和12nC柵漏電荷下最大電阻為15mOhm,體現(xiàn)最佳開關(guān)性能。

副邊部分采用自激同步整流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),內(nèi)含兩個(gè)采用DirectFET封裝的30V IRF6603 MOSFET。器件具有極低的通態(tài)電阻和熱性能改進(jìn)封裝,在10V柵源電壓下的最大電阻為3.9mOhm;至印刷電路板的熱阻為1°C/W,能提供最佳電流性能和效率。

IR的新架構(gòu)采用了兩個(gè)偏置元件。IRF7380雙80V MOSFET的起始電壓匹配十分接近,可用于新穎的偏置設(shè)計(jì)的原邊部分。IRF9956副邊雙MOSFET為副邊同步整流MOSFET提供柵箝位,能把驅(qū)動(dòng)電壓固定在7.5V。

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