飛兆半導體推出了導通電阻RDS(ON)小于1mΩ的30V MOSFET,這款全新飛兆半導體器件FDMS7650是最大RDS(ON)值為0.99mΩ (VGS = 10 V, ID = 36A)的N溝道器件,它是業界采用5×6mm POWER56封裝且RDS(ON)最小的MOSFET器件,而采用5×6mm封裝的同類30V MOSFET器件的RDS(ON)則為1.4至1.6mΩ。
通過評測,MOSFET器件的總體漏源導通電阻RDS(ON)是由芯片電阻和封裝電阻構成的。這項參數非常重要的原因主要有兩個:首先,因為它與功耗直接相關,其次,它決定了針對特定應用的硅器件的電流承載能力。在這種情況下,飛兆半導體全新MOSFET器件由專為高密度DC開關應用而優化的先進封裝和硅片組合構成,這些應用包括面向高可用性電信和服務器系統的有源ORing冗余電源。FDMS7650具有的低RDS(ON)值使其成為ORing應用的理想選擇,這是由于低RDS(ON)能夠確保在導通狀態具有最小的正向電壓降,以便實現最大效率和最小傳導損耗及更好的熱性能。
取代ORing中的二極管
為實現靈活性、高冗余或高容量特性,高可用性應用如電信和通信基礎設施系統,以及數據中心服務器通常備有多個并行的電源。通過周密的功率總線設計,電源可以分擔負載,或讓一個電源工作而另一個處于待機狀態。采用這種方法的話,如果任何一個電源失效,整個系統也不會關斷,這是因為冗余電源能夠繼續為負載供電。
因此,冗余電源架構需要依賴于ORing解決方案。一個有源ORing解決方案結合了一個功率MOSFET和一個控制器IC,ORing MOSFET是具有電源故障快速動態響應特性和最低RDS(ON)的理想器件,為什么這樣說呢?因為低RDS(ON)能夠最大限度地減小傳導損耗,并提高系統效率。傳導損耗取決于占空比、漏源電阻以及通過器件的負載電流。由于占空比和負載電流是由應用決定的,RDS(ON)則是由設計人員選定的變量,因而選擇RDS(ON)盡可能低的MOSFET器件是提高系統效率的最直接方式。
雖然分立ORing二極管解決方案已經使用了一段時間,而且價格并不昂貴。但由于系統的功率需求增加,而且普遍預計這種趨勢將會持續,這種器件的主要缺陷即功耗,將變成難以解決的問題。FDMS7650 MOSFET ORing具有極低的RDS(ON)特性,是一種更可行的解決方案,它能夠避免用戶使用具有相同電流的傳統肖特基二極管所帶來的二極管壓降、功耗和熱耗散。
二極管ORing方案還可能體積較大,而FDMS7650的低功耗特性將大幅減少對熱管理的需求,因此使用FDMS7650等產品的MOSFET ORing解決方案可以實現更小的尺寸,從而配合當前電信/數據中心基礎設施向更小的模塊尺寸方向發展的趨勢。
節省數據中心的電能
數據中心非常耗電,一個普通的數據中心所消耗的電能在1MW至20MW之間。對于該類設備在計算硬件方面所花費的每一美元,預計約有50美分以上用于為硬件供電和冷卻。
行業研究顯示,全球數據中心每年所消耗的電能約為1800億kWh,超過全球電能消耗的1%。這相當于6000萬個家庭(這一數量超過歐盟家庭總數的三分之一)的典型年耗電量。的確,一些已經發布的研究報告指出,預計到2011年,一旦谷歌在俄勒岡州Dalles的最新數據中心以滿負荷運行,它可能需要多達103MW的功率來運行,這足以為Newcastle的每個家庭提供電能。
提升電源效率還將間接影響數據中心的成本。效率低下的功率轉換所浪費的電能將變為無用的熱能,但是更高效的系統將會減少冷卻設備所需的電能費用,研究顯示數據中心的冷卻系統所消耗的能量約占其能耗的40%或更多。
FDMS7650的封裝
飛兆半導體FDMS7650型N溝道MOSFET采用高性能PowerTrench工藝技術制造,較小尺寸的封裝尺寸(如圖1所示),使其達到較低的RDS(ON)和較高的負載電流。
采用SO-8封裝的功率MOSFET已經流行了一段時間,但是最近幾年一種被稱作Power56的增強型功率器件封裝更具吸引力。相比SO-8封裝,Power56封裝具有更低的封裝電感和電阻參數,以及更小的熱阻。
Power56封裝被設計為能夠最大限度地減小電路板空間和RDS(ON),底部帶有大漏極墊片,用于將熱量傳導出封裝并迅速通過PCB散發掉。它還具有更好的熱性能,Power56封裝的電流和熱性能可與DPAK封裝相媲美,但僅占用40%的電路板面積。
Power56封裝所需的安裝技術與傳統SO-8封裝稍有不同。不過,飛兆半導體的工程師報告顯示,那些熟悉安裝大平面面積封裝器件的工程師將會發現這兩種封裝技術是相似的。在為Power56封裝器件設計電路板時,設計人員應當記住漏極是最高效的散熱路徑。由于Power56具有的獨特設計,可以從裸片的三個側邊引出銅走線。為實現最佳的熱性能,建議用戶在漏極上鋪設盡可能多的銅箔,同時通過讓圍繞漏極墊片的空間敞開保持較短的熱路徑。標準貼片設備能夠用來處理Power56封裝元件。
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(責任編輯:發燒友)
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