IR发布48V固定输入系统芯片组,专攻DC-DC转换器应用
2004-11-24 09:19:12
来源:电子工程专辑
国际整流器公司(International Rectifier,简称IR)近日推出适用于多元化通用电信输入(36V至75V)及48V固定输入系统的芯片组解决方案。新的芯片组包含新型DirectFET MOSFET及IR2086S控制器集成电路,专为隔离式或非隔离式DC-DC转换器应用而设计,可提升系统层面的电源性能,如220W以下系统主机板的大型48V转换,或用以驱动基站系统的无线电放大器。
IR2086S控制器集成电路采用初级全桥布置,可简化隔离式DC-DC转换器电路。它特别针对总线转换器应用进行优化,并采用自振式50%固定工作周期。相比于业界标准的四分之一砖设计,该芯片组能有效节省多达50%的电路板空间,并可减少60%的组件数目。
IR2086S设有一个集成软启动电容器,能在2,000余个周期内把工作周期逐步增加至50%,以限制在启动阶段输入的电流;同时在整个启动过程中为全桥的高、低端MOSFET保持相同的脉冲宽度。
新器件的其它特点还包括自恢复电流限制保护、1.2A栅驱动电流及50 - 200毫微秒的可调停滞时间以抗衡击穿电流、最高达500kHz的可编程开关频率。设计师可从100V IRF6644或IRF6655、40V IRF6613或IRF6614四种DirectFET MOSFET选择所需产品,组成完整的芯片组。这些MOSFET采用IR最新技术及DirectFET封装,能大幅优化导通电阻、栅电荷等重要器件指标。
例如,在典型的电信基站功率放大器中,需要从一个36-75V的输入获得28V输出。通过两级变换,IR最新的DirectFET MOSFET及控制芯片组所构成的转换器,在全负载、250W环境下效率可达92.5%。
第一级,在非隔离同步降压配置中采用IRF6655和IRF6644产生经过调节的中段电压。紧接的初级部分以IR2086S和IRF6614建立简单的全桥固定比率总线转换器;次级部份则采用IRF6644实现自驱动同步整流。
这一新方案能消除传统的单级方案中复杂的次级控制电路。总线转换器的50%可让设计员在次级部分采用100V MOSFET,避免采用会损耗2%效率的150V或200V MOSFET。
若使用于独立的48V固定输入总线转换器应用,最新100V IRF6644可在220W (8Vout @ 27.5A) 全负载环境下效率高达95.7%,适用于大部分网络和高端计算机运算系统。与采用单一100V SO-8 MOSFET的同类电路相比,它可提升效率约1%,并把器件温度降低40℃。
由于器件温度更低,因此无需在初级部分添加并行器件,即可满足更高电流要求。整体而言,IRF6644可提升约46%输出功率,并有助于平衡转换器初级和次级部分的温度。相比类似电气参数的其它方案,IRF6644的导通电阻降低了约48%。
据介绍,IRF6644的组合式导通电阻与栅电荷的主要指标优于同类方案45%。其导通电阻与两个传统元件的并联效果相当。在一些特定的输入输出电压比要求下,次级同步整流布置结构可采用IR 40V IRF6613 DirectFET MOSFET,较30V器件可提供33%的电压裕量,而效率则相差不到1%。
IR的专利DirectFET MOSFET封装技术,能提供标准塑料分立式封装前所未有的设计优势。封装内的金属腔结构可实现双面冷却,将用于先进微处理器的高频DC-DC降压转换器的电流处理能力提升一倍以上。
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