IR5001S ist ein universeller aktiver ORing-Controller, der einen externen N-Kanal-MOSFET als nahezu ideale Diode in redundanten Stromversorgungen ansteuert. In einer N+1-Versorgung oder an einer doppelt eingespeisten Schiene speist jede Quelle den gemeinsamen Ausgang über einen eigenen MOSFET; IR5001S überwacht die Spannung über diesem MOSFET und hält ihn bei Vorwärtsstrom voll durchgesteuert, sodass der Durchlassverlust dem Einschaltwiderstand des FET entspricht und nicht dem Spannungsabfall von 0,4V bis 0,7V einer Schottky-Diode. Die Ausgangsspannung ergibt sich aus der über den Eingangsklemmen gemessenen Differenz, und das Bauteil ist sowohl für ORing als auch für Verpolschutz vorgesehen.

Wenn eine Quelle kurzschließt oder die Schiene rückspeist, versucht der Strom in diesem Zweig rückwärts zu fließen. IR5001S erkennt die Umkehr und schaltet den MOSFET in typisch 130ns ab, sodass die fehlerhafte Einspeisung isoliert wird, bevor sie die gesunde Schiene herunterziehen kann. Ein 3-A-Spitzenstrom am Gate-Ausgang sorgt auch bei einem großen Leistungs-MOSFET für diese schnelle Abschaltung, und das Bauteil ist so ausgelegt, dass es ein dauerhaft kurzgeschlossenes Steuer-Gate ohne Schaden übersteht.

Der Controller arbeitet aus einer einzelnen Vcc der 5-V- bis 12-V-Klasse oder erzeugt seine Vorspannung über einen internen Regler direkt aus der Leitung, indem er aus einer 36-V- bis 75-V-Telekomschiene (maximal 100V) zieht, sodass keine separate Hilfsversorgung nötig ist. Der Vline-Eingang trägt integrierte Spannungsklemmen, und wenige externe Bauteile vervollständigen die Schaltung. Das Bauteil wird im 8-Pin-SO-8 (Narrow Body) geliefert, bleifrei (PbF).

Hinweis: Die Werte stammen aus dem Datenblatt von Infineon / International Rectifier zu IR5001S (typisch bei 25°C, sofern nicht anders angegeben). Prüfen Sie jeden Parameter vor dem endgültigen Entwurf anhand des aktuellen offiziellen Datenblatts.

IR5001S unter dem Bestellcode 111-3038PBF wird im 8-Pin-Gehäuse SO-8 (Narrow Body) geliefert, einer oberflächenmontierbaren Gull-Wing-Bauform mit 1,27 mm Pin-Raster und einem typischen Wärmewiderstand (Sperrschicht zu Umgebung) von 128 °C/W. Das Suffix „PbF" kennzeichnet die bleifreie (RoHS) Ausführung, und eine Gurt-und-Rolle-Variante ist als IR5001STR erhältlich. Das schmale SO-8 eignet sich für die standardmäßige SMT-Bestückung und die AOI-Prüfung auf Leistungs- und Telekomplatinen der Carrier-Klasse.

Das 8-Pin-SO-8 von IR5001S ist wie folgt belegt:

• Pin 1 - Vline: Leitungsseitiger Anschluss und Vorspannungseingang. Verbindet mit der Leitungsseite des ORing-MOSFET; der interne Regler kann von diesem Pin Vorspannung ziehen, um Vcc zu erzeugen, sodass sich der Controller aus der Leitung selbst versorgt.
• Pin 2 - Vcc: Controller-Versorgung. Intern aus Vline erzeugt oder extern angelegt. Die Unterspannungssperre aktiviert nahe 9,6V und deaktiviert nahe 7,2V.
• Pin 3 - FETch: Gate-Treiberausgang zum externen N-Kanal-ORing-MOSFET. Steuert den FET im Vorwärtsbetrieb durch und senkt mit 3A Spitzenstrom, um ihn bei erkanntem Rückstrom schnell abzuschalten.
• Pin 4 - FETst: MOSFET-Source / Statuserfassung. Bezieht den Gate-Treiber auf die Source-Seite des ORing-MOSFET.
• Pin 5 - INP: Nichtinvertierender Komparatoreingang. Erfasst mit INN die Spannung über dem ORing-MOSFET, um Vorwärtsleitung gegen Abschaltung zu entscheiden.
• Pin 6 - INN: Invertierender Komparatoreingang. Bildet mit INP ein Paar; die Eingangs-Offsetspannung legt die Vorwärtsregelung und die Rückwärts-Abschaltschwelle fest.
• Pin 7 - Gnd: Masse-Bezug des Bauteils.
• Pin 8 - Vout: Ausgangsseitiger Anschluss. Verbindet mit der gemeinsamen Ausgangsschiene der ORing-Anordnung.

Die folgenden Bauteile sind Referenzalternativen für aktives ORing und Ideal-Dioden-Steuerung. Sie sind keine direkten Ersatztypen; prüfen Sie vor einem Austausch Leitungsbereich, Abschaltgeschwindigkeit, Gate-Treiberstärke, Gehäuse und Selbstversorgung.

Auswahlhinweise: Wählen Sie IR5001S, wenn die Leitung bis 100V reichen kann, eine Selbstversorgung aus einer -48-V-Telekomschiene gewünscht ist und eine schnelle 130-ns-Abschaltung mit starkem 3-A-Gate-Treiber gefordert wird. Wechseln Sie zu einem Ideal-Dioden-Controller wie LTC4357 für Schienen unter 80V und zu einem integrierten Telekom-ORing-Bauteil, wenn die Platinenfläche wichtiger ist als die Flexibilität eines externen MOSFET.

Infineon Technologies AG mit Sitz in Neubiberg, Deutschland, ist ein führender Anbieter von Leistungshalbleitern und Power-Management-ICs. Der IR5001 stammt von International Rectifier, dem Pionier der Stromwandlung, den Infineon 2015 übernommen hat, und gehört zum Portfolio der Hot-Swap-, ORing- und Stromverteilungs-Controller von Infineon, neben den MOSFETs und Gate-Treibern des Unternehmens.

IR5001S ist ein weitergeführter aktiver ORing-Controller von IR für redundante Versorgungen und Telekom-Stromverteilung. Infineon bietet dazu ein breites Spektrum an N-Kanal-Leistungs-MOSFETs, die zur ORing-Funktion passen, und damit einen durchgängigen Weg vom Controller zum Durchlasselement aus einer Hand.