MAX8535/MAX8536/MAX8536：冗余電源的ORing MOSFET控制器

在電子設備設計中，為提升系統可靠性，關鍵負載常采用并聯冗余電源。今天就來聊聊Maxim推出的MAX8535/MAX8536/MAX8585這幾款高度集成且經濟實惠的MOSFET控制器，它們為高可靠性系統提供隔離和冗余電源能力。

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產品概述

MAX8535/MAX8536/MAX8585適用于不同電壓系統，其中MAX8535/MAX8585用于12V系統，內部電荷泵可將n通道傳輸元件的柵極驅動至VCC + 10V；MAX8536用于3.3V和5V系統，電荷泵輸出為VCC + 5V。

啟動時，這些控制器會監測外部MOSFET兩端的電壓降，當VCC接近或超過總線電壓時，MOSFET開啟。其TIMER輸入引腳有雙重用途，通過連接到地的單個外部電阻可設置外部MOSFET的開啟速度，也可作為邏輯使能引腳。開啟后，持續監測負載，提供過壓、欠壓和反向電流保護。過壓和欠壓故障閾值可調且可禁用，限流跳閘點由外部MOSFET的RDS(ON)設置，減少了元件數量。

產品特性

簡單集成且低成本

這些控制器是簡單、集成且經濟的ORing MOSFET控制器，適用于12V（MAX8535/MAX8585）和3.3V或5V（MAX8536）總線，消除了ORing二極管的功耗和反向泄漏電流，為高可靠性系統提供N + 1冗余電源能力。

快速故障隔離

能在<1μs內將故障電源與輸出總線隔離，實現快速故障隔離，保障系統穩定運行。

多功能保護

具備反向電流檢測功能，可檢測反向電流情況；支持可編程軟啟動，通過調整TIMER電阻設置電荷泵頻率實現；還有邏輯使能輸入、可調過壓和欠壓跳閘點以及故障指示輸出等功能。

節省空間的封裝

采用節省空間的8引腳μMAX封裝，適用于對空間要求較高的應用場景。

產品應用

• 服務器電源：可用于服務器的銀盒電源、刀片服務器的板載冗余電源。
• 網絡/電信電源：適用于網絡/電信電源整流器。
• 高可用性系統：為高可用性系統中的冗余電源提供可靠控制。

電氣特性

電源相關參數

不同型號在不同VCC電壓和TIMER條件下，其電源電流、關斷電流、輸入電壓等參數有所不同。例如，在TIMER = 2.5V，VCC = 14V時，MAX8535/MAX8535A/MAX8585的電源電流典型值為2mA，最大值為4.5mA。

電荷泵電壓

不同VCC電壓下，柵極電壓也不同。如VCC = 3.3V（MAX8536）時，柵極電壓典型值為5.5V，最大值為6V。

其他參數

還包括TIMER電壓、故障輸出電壓、柵極驅動電流、反向電流閾值等一系列電氣參數，這些參數在不同條件下有相應的取值范圍，設計時需根據具體應用進行合理選擇。

引腳說明

GATE

內部電荷泵的輸出，驅動外部MOSFET。啟動時，GATE電壓根據電荷泵頻率上升，電荷泵頻率增加會提高GATE驅動電流。

GND

接地引腳。

VCC

電源輸入引腳，也是內部電荷泵的輸入，直接連接到電源。啟動時，當VCC高于欠壓閾值VCCOK且大于(CS - 0.4V)時，電荷泵開啟，驅動GATE使外部MOSFET導通。

UVP

欠壓輸入引腳，通過電阻分壓器連接到VCC和GND，設置欠壓故障閾值。若不使用，保持高阻抗。

TIMER

具有雙重功能，通過連接到地的電阻設置電荷泵頻率，范圍為100kHz至500kHz；連接到邏輯高電平時，電荷泵以最大頻率550kHz運行；拉低到地時，電荷泵關閉，外部MOSFET關斷。

OVP

過壓輸入引腳，通過電阻分壓器連接到CS和GND，設置過壓故障閾值。若不使用，連接到地。

FAULT

開漏故障輸出引腳，故障時為低電平，正常運行時為高阻抗，需連接上拉電阻。

CS

電流檢測輸入引腳，連接到系統總線的正端，用于測量外部MOSFET兩端的電壓降，確定工作模式。

應用設計要點

選擇定時器電阻

通過連接從TIMER到GND的電阻設置內部電荷泵的運行頻率，計算公式為： [Frequency =5 timesleft(100 mu A-frac{1.25 V}{R_{TIMER }}right) kHz / mu A] 將TIMER拉到1.5V以上可獲得最大電荷泵頻率，拉到0.5V以下可禁用電荷泵，不連接時電荷泵頻率為500kHz。

選擇柵極電容和柵極電阻

電荷泵使用內部單片傳輸電容為外部MOSFET柵極充電。通常，外部MOSFET的柵極電容足以作為儲能電容；若MOSFET與控制器距離較遠，可在GATE和GND之間放置一個0.01μF的旁路電容。為了獲得較慢的開啟時間，可在GATE和MOSFET柵極之間添加一個小電容和一個串聯電阻。

設置UVP和OVP故障閾值

設置欠壓鎖定閾值時，使用連接在VCC和GND之間的電阻分壓器，中心節點連接到UVP；設置過壓閾值時，使用連接在CS和GND之間的電阻分壓器，中心節點連接到OVP。

MOSFET選擇

選擇具有低RDS(ON)的MOSFET，可在MAX8535/MAX8536/MAX8585檢測到反向電流和正向電流條件之前，允許更多電流通過MOSFET。若不需要OVP功能，可使用單個MOSFET，將其源極連接到VCC，漏極連接到CS。

布局指南

• 盡量縮短所有走線長度，增加大電流走線寬度，減少寄生電感的影響。
• 為了散熱，使功率走線盡可能寬，增加銅面積，并將控制器盡可能靠近外部MOSFET的漏極。
• 在表面貼裝封裝上，可在電路板兩側的MOSFET封裝下方布置兩個銅焊盤，通過過孔連接到接地平面，并在電路板頂面使用擴大的銅安裝焊盤。
• 使用接地平面來最小化阻抗和電感。
• 對VCC和CS進行旁路處理，防止出現誤故障。

總結

MAX8535/MAX8536/MAX8585這幾款ORing MOSFET控制器憑借其高集成度、低成本、快速故障隔離和多功能保護等特性，為冗余電源系統提供了可靠的解決方案。在實際應用中，工程師需根據具體需求，合理選擇和設置相關參數，并遵循布局指南進行設計，以確保系統的穩定性和可靠性。大家在使用這些控制器時，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評論區分享交流。