MicroTCA 電源系統(tǒng)設計中必備的要素
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
圖10 － 研究結果
我們同樣研究了最大輸入電壓對于電源模塊效率的影響。我們主要是測量了主要的48V 到12V 直流/直流變換器的效率。通常來說，低的輸入電壓意味著主開關管的額定電壓可降低，這樣阻抗和功耗會減少。拿PKM 4304B PI 隔離直流/直流變換器為例，主開關管采用了100V 的管子以適應－48V 和－60V 電源系統(tǒng)。如果在同樣的供應商和產(chǎn)品線中選擇60V 的管子來替代100V 的管子，這樣這個模塊只能支持－48V 系統(tǒng)。使用60V 的管子阻抗可降低2.5毫歐，則當電源模塊滿載時降低了0.3 瓦的功耗。結果如圖11 所示。
采用了60V 的管子后，在滿載時確實有功耗的降低，但是相對來說還是較小的。同時當在半載以下的情況，使用60V 的管子后效率反而降低了。效率曲線的外形改變主要由于電壓等級的不同，在這個電壓等級上低耐壓值開關管開關特性勝于實際的直流阻抗。如果再花費一些精力優(yōu)化一下使用60V 器件的電路，結果可能會不同。雖然如此，我們并不能得出結論，使用這個特定的器件在更寬的覆蓋－48V 和－60V 輸入電壓的情況下會對效率有負面影響。
圖11 － PKM4304B PI和效率曲線
5.3 冗余
在MicroTCA規(guī)范中規(guī)定了在特定的應用場合，系統(tǒng)必須提供冗余的電源模塊以提高系統(tǒng)的可靠性。非常重要指出的是，作為冗余備份作用的電源模塊自然就比作為獨自工作的電源模塊更復雜和成本更高。對于那些不熟悉的人來說，首先介紹了對于MicroTCA有效載荷和管理電源通道進行電源備份的好處。然后將討論受冗余決定，有效載荷電源通道控制和直流/直流變換器性能影響的電源模塊設計思路。目的是讓OEM設計者了解尺寸，效率和成本對于冗余電源模塊的影響，確保當冗余功能是必須的時才會去設計它。當在不需要較高可靠性要求的系統(tǒng)時，不使用冗余模塊當然是可以接受的。
一個2＋1備份的MicroTCA電源模塊系統(tǒng)例子如圖12所示。在這個系統(tǒng)中，兩個電源模塊用來對總共16路輸出通道的有效載荷和管理供電。另外第三個電源模塊在正常情況下處于待機狀態(tài)，只有任一個模塊的任一通道發(fā)生故障時，它才工作。在MicroTCA規(guī)范中有非常詳盡的關于完成電源模塊冗余的要求。并不會使用電源并聯(lián)和均流技術，在任何情況下只有一個電源模塊給一個通道供電。如圖系統(tǒng)所示。電源模塊1只為1到8通道供電，電源模塊2只為9到16通道供電。冗余電源模塊3會給任一個通道供電，但只有在其中一個主電源模塊故障或下電。這個架構的建立使每個通道的可能過流電流被限制住了。如果
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