MicroTCA 電源系統(tǒng)設(shè)計中必備的要素
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
在當(dāng)今信息和通行技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域中，MicroTCA 還是一個全新的架構(gòu)。雖然它是從ATCA的架構(gòu)中演化而來，但無論從產(chǎn)品和應(yīng)用領(lǐng)域來講，還是有所不同的。本文在簡單闡述了兩者發(fā)展的歷史背景和關(guān)系之后，著重介紹了MicroTCA 的供電架構(gòu)以及電源模塊的重要性。尤其是在MicroTCA 電源模塊內(nèi)設(shè)計要素對于整個系統(tǒng)中必須考慮的關(guān)于性能、成本和可靠性因素的影響。 本文內(nèi)容對于OEM 廠家或準(zhǔn)備采用MicroTCA 架構(gòu)的使用者來說是有意義的，因為MicroTCA 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中本身就包含了一些對于電源模塊要求的強制要求，如功能，接口，熱設(shè)計和機械設(shè)計等。同時對于電源模塊廠家來說，也提出了MicroTCA 電源模塊設(shè)計的幾個關(guān)鍵點供進一步討論。總之，由電源廠家自身或由滿足客戶需求決定的設(shè)計方案最終會影響系統(tǒng)的整體性能。
這篇技術(shù)文章可作為對于MicroTCA電源系統(tǒng)的通用指南，適合那些對于電源系統(tǒng)設(shè)計有全面了解但初次接觸MicroTCA系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的工程師。它也適合那些已開始設(shè)計MicroTCA系統(tǒng)但想要詳細(xì)了解電源系統(tǒng)設(shè)計和如何選擇電源模塊設(shè)計的工程師。當(dāng)然讀者在確定設(shè)計方案之前，必須參考根據(jù)最新的市場動態(tài)需求而最新發(fā)布的MicroTCA的規(guī)范。文中的內(nèi)容只代表我們的觀點，當(dāng)然也會有另外可行的方案存在。
2. 歷史回顧
MicroTCA 標(biāo)準(zhǔn)是由PICMG 組織在2006 年7 月批準(zhǔn)生效的，應(yīng)用在信息和通信技術(shù)設(shè)備下一代開放式的設(shè)備平臺架構(gòu)。它基本來源于早期的ATCA 和AMC 架構(gòu)和技術(shù)，但又進行和系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化和改進以適應(yīng)更低功率要求的設(shè)備應(yīng)用，如CPE 和邊緣，接入層的設(shè)備。ATCA的標(biāo)準(zhǔn)早在2002 年就存在了。ATCA 的載板采用分布式的供電架構(gòu)，輸入電壓為-48V，在板的內(nèi)部包含了功率控制和轉(zhuǎn)換以及部分的二次電壓變換。其他的二次電壓變換是在AMC 板卡內(nèi)部實現(xiàn)的，而AMC 板卡又是插裝在ATCA 載板上的。一個ATCA 系統(tǒng)機架中包含了一些載板。如在13U 高19 英寸機架中最多可插14 塊載板，而符合ETSI 標(biāo)準(zhǔn)的600 毫米寬機架中可插16 塊載板。
在MicroTCA 中，所有的負(fù)載實際就是AMC 板卡。對于已使用ATCA 架構(gòu)的用戶來說，采用AMC 板卡作為兩種不同架構(gòu)設(shè)備的通用中間介質(zhì)，可以有效降低開發(fā)成本。單從AMC 板卡本身可生產(chǎn)性和成本角度考慮，經(jīng)濟利益也是可觀的。由于不用再開發(fā)單獨應(yīng)用在MicroTCA 架構(gòu)的AMC 板卡，減少了模塊的種類，對于加快產(chǎn)品推向市場的時間以及將來減少備件成本都有積極意義。在MicroTCA 系統(tǒng)中最關(guān)鍵的是電源模塊，由于并不在需要ATCA 架構(gòu)中的載板，因此MicroTCA 電源模塊承擔(dān)了功率變換和控制的功能。MicroTCA 系統(tǒng)也可以安裝在19 英寸系統(tǒng)中，最大可支持6U 高大系統(tǒng)，也可以是小系統(tǒng)。
圖1表示了兩種系統(tǒng)。AMC模塊是兩種系統(tǒng)中的通用模塊，在MicroTCA系統(tǒng)中它將被直接插裝在背
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