高供应能力应用，例如行动通讯基地台与工业控制系统，使用备援电源供应，当主电源发生故障时，可以消除系统当机。传统上，备援电源设计使用‘ORing’技术，可以输出2个或更多电源组合，建构备援电源供应系统。

传统上，'ORing'技术设计于每个电源端使用'ORing diode'，当其中一个电源发生短路时，用以保护备援电源电压，当电源至接地线发生短路时，这个二极体可以防止逆向电流，因此，系统可以隔离故障电源，然后由备援电源接替供应。

遗憾地，二极体先天的正向电压较高，当正常作业时，功率损耗相对较高，这样可能为设计者带来一系列问题，特别是功率损耗造成热量乃是新兴高功率、高零件密度设计应用之主要问题，热量管理是主要的挑战，通常这意味着”穿孔”与散热器乃是必要的设计，因而制造上增加相当的复杂程度。电压故障甚少发生，而二极体依然存在；当系统正常操作时，它代表一种效率与热量相关的成本费用，影响系统效能与设计。

因此，设计使用金属氧化半导体场效电晶体（MOSFET）代替二极体，而且外部IC提供金属氧化半导体场效电晶体（MOSFET）闸道驱动讯号，这项技术结合速度与二极体保护功能以及同步整流器效能。因为金属氧化半导体场效电晶体（MOSFET）大幅改善正向传导功率损失，所以一般可以使用小型表面黏着（SMT）安装的金属氧化半导体场效电晶体（MOSFET）。

Active Oring控制驱动IC

有关该设计流程图，如(图一)所示，(图二)显示电路设计图。相较于一般Schottky diode ORing电路，运用IR5001S active ORing IC结合特定功率的最适外部金属氧化半导体场效电晶体（MOSFET）之系统，可以减少基板的功率损耗(最大降低约85％；其体积相较于二极体设计至少缩小约50％。

IR5001S active ORing控制器IC适用于广泛的active ORing电路，包括电信级-48V/-24V（输入） active ORing通讯设备，备援AC-DC 整流使用的24V/48V （输出），多点输出DC- DC and AC-DC 使用的12V（输出），备援电压调节器模组（VRM）DC-DC处理器电源使用的低电压输出。在12V（输出）系统中，使用4个IRF6609 Direct FET MOSFETs并联，ORing电路能够处理电流100A。另外，IR5001S可以使用于48V/24V系统防止反极性电源（reverse polarity），取代大型D2Pak二极体与成本高昂的继电器。

当使用IR5001S 与100V IRF6655 DirectFET MOSFET可以解决功率30W~60W的问题。 IRF6655小型设计相较于SO-8解决方案，可以节省体积50％，而且适用于低功率应用。 100V IRF6644 DirectFET MOSFET中型设计可以使用于高功率应用（功率250W－300W），无需并联许多SO-8装置或使用大型单一装置。

IR5001S增加一个简单的充电泵浦电路，它可使用于ORing/-48V，符合高阶通讯运算架构(ATCA)规范。

IC电路应用

透过量测外部金属氧化半导体场效电晶体（MOSFET）的汲极（drain）与源极（source）有关电压与极性之差异，输入端（INN and INP）用以决定输出电压。 IC输出电压驱动外部金属氧化半导体场效电晶体（MOSFET）的闸道，如果发生逆向电流时，IC将降低Vout电压，迅速关闭active ORing MOSFET。 IR5001S关闭延迟一般约需130nS，而FET关闭延迟约需20ns。关闭延迟时间相当重要，因为MOSFET不像二极体，其传导通道容许双向电流，因此，如果输入电流源极（source）发生故障，则可能发生逆向电流，此时，输入电压将开始下降，可能牵动拉下备用电源的电压。为了Active ORing解决方案发挥效用，控制IC必须监视系统状态，当发生逆向电流，控制IC必须能够迅速关闭金属氧化半导体场效电晶体（MOSFET）。

IR5001S IC包括诊断引脚（ET Check“FETch”and FET Status“FETst”）用以确定active ORing的状态，这对于较长启动时间之系统尤其重要。当传送逻辑讯号至FET Check pin，其IR5001S电压输出或闸道驱动MOSFET，将拉下电压关闭MOSFET，这个暂时关闭期间将促使MOSFET的汲极与源极电压增加，因为电流从MOSFET通道转向流至汲极二极体。如果电压增加大约从

非对称补偿电压防止在轻负载时产生输出震荡，提高系统可靠度；可以从通用通讯电压36V to 75V或从外部偏压电源或从偏压电阻弹性设计，启动IR5001S。 IR5001S也能承受持续闸道短路状况，同时持续承受输入引脚电压最高至100V，提升系统可靠度。

结论

使用IC/MOSFET-based Active ORing设计，提供设计者透过表面黏着安装方法，实现高效率功率解决方案，无需体积大的穿孔与散热器设计。另外，透过Active ORing解决方案与2个SO-8设计－其中一个为IC，另外一个为MOSFET－可以节省零件体积。通常防止逆向电流极性保护安装于系统机架或面板上，可以大幅简化系统设计。另外，有许多应用卡需要备援电源，新型IC 电路设计搭配Active ORing解决方案，可以降低系统耗电数百瓦特。

（International Rectifier公司，市场行销部经理Carl Smith）

《图一设计流程图》

《图二 电路设计图》

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