高可靠冗余电源的理想之选：MAX8585 ORing MOSFET控制器

高可靠冗余电源的理想之选：MAX8535/MAX8536/MAX8585 ORing MOSFET控制器

在电子设备的设计中，为关键负载提供可靠的电源是至关重要的。冗余电源系统可以显著提高系统的可靠性，而ORing MOSFET控制器则是实现冗余电源的关键组件。今天，我们就来详细探讨一下Maxim公司的MAX8535/MAX8536/MAX8585 ORing MOSFET控制器。

文件下载：MAX8585.pdf

产品概述

在许多对可靠性要求极高的系统中，关键负载通常会采用并联连接的冗余电源。MAX8535/MAX8536/MAX8585就是这样一款高度集成且经济实惠的MOSFET控制器，它能为高可靠性系统提供隔离和冗余电源功能。其中，MAX8535/MAX8585适用于12V系统，内部集成了电荷泵，可将n沟道传输元件的栅极驱动至VCC + 10V；而MAX8536则用于3.3V和5V系统，电荷泵输出为VCC + 5V。

工作原理

启动阶段

在启动过程中，MAX8535/MAX8536/MAX8585会实时监测外部MOSFET两端的电压降。当VCC接近或超过总线电压时，MOSFET就会开启。这里的TIMER输入引脚具有双重用途，通过连接一个从TIMER到地的外部电阻，可以设置外部MOSFET的开启速度；此外，它还能作为逻辑使能引脚使用。

正常工作阶段

一旦设备开启，MAX8535/MAX8536/MAX8585会持续监测负载情况，对过压、欠压和反向电流等异常情况进行保护。过压和欠压故障阈值是可调的，并且可以选择禁用。电流限制触发点由外部MOSFET的RDS(ON)决定，这大大减少了所需的组件数量。当出现过压、欠压或反向电流故障时，开漏逻辑低电平的故障输出会发出信号。

产品特性

集成与高效

它是一款简单、集成且经济实惠的ORing MOSFET控制器，适用于12V（MAX8535/MAX8585）和3.3V或5V（MAX8536）总线，能有效消除ORing二极管的功耗和反向泄漏电流，为高可靠性系统提供N + 1冗余电源能力。

快速故障隔离

能够在小于1µs的时间内将故障电源与输出总线隔离，确保系统的稳定性。

全面保护功能

具备反向电流检测、可编程软启动、逻辑使能输入、可调过压和欠压触发点以及故障指示输出等功能，为系统提供全方位的保护。

节省空间

采用节省空间的8引脚µMAX封装，非常适合对空间要求较高的应用场景。

电气特性

电源相关参数

不同型号在不同条件下的VCC电源电流、关断电流、输入电压等参数各有不同。例如，在TIMER = 2.5V，VCC = 14V（MAX8535/MAX8535A/MAX8585）时，VCC电源电流典型值为2mA，最大值为4.5mA。

电荷泵电压

不同VCC电压下，栅极电压也有所不同。如VCC = 3.3V（MAX8536）时，栅极电压典型值为5.5V，最大值为6V。

其他参数

包括TIMER相关参数、FAULT输出参数、GATE驱动参数以及电流检测参数等，这些参数共同保证了控制器的稳定运行。

应用领域

服务器电源

可用于服务器的银盒电源以及刀片服务器的板载冗余电源。

网络与电信电源

适用于网络/电信电源整流器。

高可用性系统

为高可用性系统中的冗余电源提供可靠的控制。

选型与设计要点

定时器电阻选择

通过连接一个从TIMER到地的电阻来设置内部电荷泵的工作频率，计算公式为[Frequency =5 timesleft(100 mu A-frac{1.25 V}{R_{TIMER }}right) kHz / mu A]。将TIMER拉至1.5V以上可获得最大电荷泵频率，拉至0.5V以下则禁用电荷泵，不连接TIMER时电荷泵频率为500kHz。

栅极电容和电阻选择

通常，外部MOSFET的栅极电容足以作为储能电容。若MOSFET与控制器距离较远，可在GATE和地之间放置一个0.01µF的旁路电容。为了实现较慢的开启时间，可在GATE和地之间添加一个小电容，并在GATE和MOSFET栅极之间串联一个电阻。

故障阈值设置

通过电阻分压器来设置过压和欠压故障阈值。例如，设置欠压锁定阈值时，使用一个从UVP到地的10kΩ电阻，并根据公式[R 3=R 4left(frac{V{U V L O}}{V{U V P}}-1right)]计算另一个电阻。

MOSFET选择

MAX8535/MAX8536/MAX8585驱动n沟道MOSFET，MOSFET的RDS(ON)是最重要的特性。选择低RDS(ON)的MOSFET可以在控制器检测到反向电流和正向电流条件之前，允许更多的电流通过MOSFET。

布局指南

在PCB布局时，应尽量缩短所有走线长度，增加大电流走线的宽度，以减少寄生电感的影响。MOSFET会产生大量热量，因此要使用大面积的铜箔来制作电源走线，并将控制器尽可能靠近外部MOSFET的漏极放置。同时，使用接地层来降低阻抗和电感。

总结

MAX8535/MAX8536/MAX8585 ORing MOSFET控制器以其高度集成、快速故障隔离、全面保护功能和节省空间等优点，成为冗余电源系统设计的理想选择。在实际应用中，电子工程师可以根据具体的需求和系统要求，合理选择和设计相关参数，以确保系统的可靠性和稳定性。你在使用这类控制器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。