MAX8535：冗余电源的ORing MOSFET控制器

MAX8535/MAX8536/MAX8536：冗余电源的ORing MOSFET控制器

在电子设备设计中，为提升系统可靠性，关键负载常采用并联冗余电源。今天就来聊聊Maxim推出的MAX8535/MAX8536/MAX8585这几款高度集成且经济实惠的MOSFET控制器，它们为高可靠性系统提供隔离和冗余电源能力。

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产品概述

MAX8535/MAX8536/MAX8585适用于不同电压系统，其中MAX8535/MAX8585用于12V系统，内部电荷泵可将n通道传输元件的栅极驱动至VCC + 10V；MAX8536用于3.3V和5V系统，电荷泵输出为VCC + 5V。

启动时，这些控制器会监测外部MOSFET两端的电压降，当VCC接近或超过总线电压时，MOSFET开启。其TIMER输入引脚有双重用途，通过连接到地的单个外部电阻可设置外部MOSFET的开启速度，也可作为逻辑使能引脚。开启后，持续监测负载，提供过压、欠压和反向电流保护。过压和欠压故障阈值可调且可禁用，限流跳闸点由外部MOSFET的RDS(ON)设置，减少了元件数量。

产品特性

简单集成且低成本

这些控制器是简单、集成且经济的ORing MOSFET控制器，适用于12V（MAX8535/MAX8585）和3.3V或5V（MAX8536）总线，消除了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

能在<1µs内将故障电源与输出总线隔离，实现快速故障隔离，保障系统稳定运行。

多功能保护

具备反向电流检测功能，可检测反向电流情况；支持可编程软启动，通过调整TIMER电阻设置电荷泵频率实现；还有逻辑使能输入、可调过压和欠压跳闸点以及故障指示输出等功能。

节省空间的封装

采用节省空间的8引脚µMAX封装，适用于对空间要求较高的应用场景。

产品应用

• 服务器电源：可用于服务器的银盒电源、刀片服务器的板载冗余电源。
• 网络/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控制。

电气特性

电源相关参数

不同型号在不同VCC电压和TIMER条件下，其电源电流、关断电流、输入电压等参数有所不同。例如，在TIMER = 2.5V，VCC = 14V时，MAX8535/MAX8535A/MAX8585的电源电流典型值为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

还包括TIMER电压、故障输出电压、栅极驱动电流、反向电流阈值等一系列电气参数，这些参数在不同条件下有相应的取值范围，设计时需根据具体应用进行合理选择。

引脚说明

GATE

内部电荷泵的输出，驱动外部MOSFET。启动时，GATE电压根据电荷泵频率上升，电荷泵频率增加会提高GATE驱动电流。

GND

接地引脚。

VCC

电源输入引脚，也是内部电荷泵的输入，直接连接到电源。启动时，当VCC高于欠压阈值VCCOK且大于(CS - 0.4V)时，电荷泵开启，驱动GATE使外部MOSFET导通。

UVP

欠压输入引脚，通过电阻分压器连接到VCC和GND，设置欠压故障阈值。若不使用，保持高阻抗。

TIMER

具有双重功能，通过连接到地的电阻设置电荷泵频率，范围为100kHz至500kHz；连接到逻辑高电平时，电荷泵以最大频率550kHz运行；拉低到地时，电荷泵关闭，外部MOSFET关断。

OVP

过压输入引脚，通过电阻分压器连接到CS和GND，设置过压故障阈值。若不使用，连接到地。

FAULT

开漏故障输出引脚，故障时为低电平，正常运行时为高阻抗，需连接上拉电阻。

CS

电流检测输入引脚，连接到系统总线的正端，用于测量外部MOSFET两端的电压降，确定工作模式。

应用设计要点

选择定时器电阻

通过连接从TIMER到GND的电阻设置内部电荷泵的运行频率，计算公式为： [Frequency =5 timesleft(100 mu A-frac{1.25 V}{R_{TIMER }}right) kHz / mu A] 将TIMER拉到1.5V以上可获得最大电荷泵频率，拉到0.5V以下可禁用电荷泵，不连接时电荷泵频率为500kHz。

选择栅极电容和栅极电阻

电荷泵使用内部单片传输电容为外部MOSFET栅极充电。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GND之间放置一个0.01µF的旁路电容。为了获得较慢的开启时间，可在GATE和MOSFET栅极之间添加一个小电容和一个串联电阻。

设置UVP和OVP故障阈值

设置欠压锁定阈值时，使用连接在VCC和GND之间的电阻分压器，中心节点连接到UVP；设置过压阈值时，使用连接在CS和GND之间的电阻分压器，中心节点连接到OVP。

MOSFET选择

选择具有低RDS(ON)的MOSFET，可在MAX8535/MAX8536/MAX8585检测到反向电流和正向电流条件之前，允许更多电流通过MOSFET。若不需要OVP功能，可使用单个MOSFET，将其源极连接到VCC，漏极连接到CS。

布局指南

• 尽量缩短所有走线长度，增加大电流走线宽度，减少寄生电感的影响。
• 为了散热，使功率走线尽可能宽，增加铜面积，并将控制器尽可能靠近外部MOSFET的漏极。
• 在表面贴装封装上，可在电路板两侧的MOSFET封装下方布置两个铜焊盘，通过过孔连接到接地平面，并在电路板顶面使用扩大的铜安装焊盘。
• 使用接地平面来最小化阻抗和电感。
• 对VCC和CS进行旁路处理，防止出现误故障。

总结

MAX8535/MAX8536/MAX8585这几款ORing MOSFET控制器凭借其高集成度、低成本、快速故障隔离和多功能保护等特性，为冗余电源系统提供了可靠的解决方案。在实际应用中，工程师需根据具体需求，合理选择和设置相关参数，并遵循布局指南进行设计，以确保系统的稳定性和可靠性。大家在使用这些控制器时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。