現今很多高端系統，尤其是那些需要不間斷地傳輸有價值數據和提供服務的系統如伺服器、高端計算器、通訊及數據基礎設施等，他們都要求100%的有效運作。這些系統需要把電源冗余備份，并且備份范圍能夠覆蓋多種不同的母線電壓。如果系統必需要有容錯功能，冗余備份便至關重要了。為保護系統免受備份電源的故障影響，通常會在電源的輸出端加上或門二極管。近日在電子元件技術網主辦的新型節能技術研討會上，來自美國懷格公司的高級應用工程師劉廣緣先生做了題目為《冗余、紋波、動態負載的考慮》的演講。
或門二極管的不足之處
“為保護系統免受輸入源故障影響，在冗余架構加入或門二極管是最簡單的方法，” 劉廣緣先生介紹說。當輸入電源短路，或門二極只讓電流單向移動，把故障從冗余母線隔離，系統可以依賴沒有故障的冗余電源繼續工作。但是，在或門二極管大部份時間都是處于前向傳導模式，在大電流的操作下，它的壓降會引起功耗。劉廣緣先生表示，最少壓降的肖特基二極管也有0.45V；在大電流例如24A時就有10 W的功耗?；蜷T二極管不僅產生的功耗可觀，同時還要要特別處理散熱。
Cool-Ring方案與或門二極管的比較
針對上述問題，懷格公司推出了有源或門（Cool-Ring）方案。有源或門方案是一系列整合了場效應管和控制芯片的組件。場效應管內導通電阻的特性是RDS(on) ，乘以流經組件電流的平方(I2) ，就是場效應管的功耗。場效應管的功耗明顯地比肖特基二極管低。劉先生介紹說，Cool-Ring 是由Picor公司推出的，Picor為懷格的附屬公司，是一間專研究開發電源管理方案的公司。
據劉廣緣先生介紹，有源或門方案的功耗一般情形比二極管少10x以上，并且有源或門方案占用的空間比傳統或門小很多，可以節省超過50%的空間。因為有源或門的功耗低，熱處理的要求相對簡單。
相關的Cool-Ring方案
冷或門PI2121 / PI2123 / PI2125是一個完整的有源或門方案, 它整合了高速或門場效應管控制器及極低導通電阻的場效應管，PI2121是一個8V, 24A,適合≤5V母線應用的方案。而PI2123則是一個15V, 15A,適合≤9.6V母線應用的方案。PI2125是一個30V, 12A,適合≤12V母線應用的方案。冷或門PI2122是整合了高速或門場效應管控制器及極低導通電阻場效應管；有斷路裝置的全功能有源或門方案。
此外，PI2001/ PI2002 /PI2003是用于有源或門方案的冷或門控制器。這些控制器可與市面上的場效應管配套, 同樣可控制單一或多個并聯的場效應管。
劉先生介紹說，Cool-Ring方案可用于冗余備份的應用, 特別適合需要長時間不間斷操作的系統如如伺服器、高端程式、電信及通訊基礎設施等。
