IR推出全新直流总线转换器芯片组

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IR推出全新直流总线转换器芯片组
功率半导体专家国际整流器公司(International Rectifier，简称IR)推出首个直流总线转换器芯片组系列，重新定义用于电信及网络系统的48V输入、150W基板安装功率转换器的分布式电源架构。 　　IR的直流总线转换器芯片组架构为整体效率、功率密度和简易性建立了全新基准，能在小于1.7平方英寸电路占位上，于20A/150Wout条件下提供96%以上的效率。与业界标准的四一砖设计相比，该芯片组能节省53%的体积，并可将隔离式转换器的元件数目由约50个大幅缩减至20个。 　　全新芯片组包含一个IR2085S控制集成电路、IRF7493原边和IRF6603副边HEXFET功率MOSFET各一对，加上用于原边偏压的IRF7380及用于副边栅箝位的IRF9956。 　　该芯片组特别为两级分布式电源架构的隔离型前端结构而设计，该架构采用中间总线电压馈给的非隔离式负载点转换器。 　　两级分布式电源方案不需要精确调节的中间总线电压，因为负载点一般能接受相对较宽的输入电压，并提供负载所需的调节能力。若将多个直流总线转换器芯片组并联，可满足更大功率要求。 　　IR中国及香港销售总监严国富表示："IR的直流总线转换器芯片组架构省去在中间级调节输出的需要，无需昂贵的反馈电路。整套解决方案因而化繁为简，有助减少元件数目、节省转换所需的基板空间，同时实现96%以上的效率。" 　　全新直流总线转换器芯片组架构以IR2085S控制集成电路为核心。该电路基于一个50%固定工作周期及自振荡控制配置，可取代两个SO-8封装器件，并特别为分布式电源架构应用进行优化。电路中设有一个集成软启动电容器，能在5毫秒内把工作周期由零逐步增加至50%，以限制在起动阶段的涌入电流，同时在整个起动序列中为高侧和低侧MOSFET保持相同的脉宽。 　　半桥结构的低侧和高侧脉冲匹配在±25纳秒范围内，能防止变压器在操作过程中出现不均衡现象。其他特点包括经优化的±1A栅驱动电流，可与IR新一代的低电荷原边MOSFET配合工作；可调死区时间介于50至200纳秒，以防止击穿电流。死区时间亦可进行调节，以限制副边体二极管的传导量，从而使效率最大化。 　　IR2085S的可编程开关频率高达500kHz，使设计更具灵活性。较高的开关频率降低了输出电压波纹，设计人员可选用体积更小、损耗更低的磁性元件。电路设计人员只需利用两个外部元件便可独立控制开关频率及死区时间，从而针对特定应用定制电路。 　　器件内的浮动沟道是专为100V或以内的直流电压下的起动操作而设计，并备有VCC电源欠压锁定功能。IR2085S采用崭新的高电压、高频率电平转换技术及高dv/dt耐量。该耐量范围为每纳秒50V，可在半桥结构中避免较低侧MOSFET的突然启动，实现更快的转换速度。 　　原边部分以半桥配置，内含两个采用SO-8封装的80V IRF7493 MOSFET。通态电阻与栅电荷均极低，在10V栅源电压、31nC整体栅电荷和12nC栅漏电荷下最大电阻为15mOhm，体现最佳开关性能。 　　副边部分采用自激同步整流拓扑结构，内含两个采用DirectFET封装的30V IRF6603 MOSFET。器件具有极低的通态电阻和热性能改进封装，在10V栅源电压下的最大电阻为3.9mOhm；至印刷电路板的热阻为1°C/W，能提供最佳电流性能和效率。 　　IR的新架构采用了两个偏置元件。IRF7380双80V MOSFET的起始电压匹配十分接近，可用于新颖的偏置设计的原边部分。IRF9956副边双MOSFET为副边同步整流MOSFET提供栅箝位，能把驱动电压固定在7.5V。