新型模塊UPS應用特征及模塊高效BUS電源設計方案

3.1 中間母線(xiàn)的定義與優(yōu)勢

3.11中間母線(xiàn)的定義

12V中間母線(xiàn)IBA(Intermediate Bus-Architecture)，開(kāi)環(huán)電源模塊需求商最早是Cisco在數據通信產(chǎn)品中提出。

3.12中間母線(xiàn)IBA優(yōu)勢

① 性能：負載電壓規格多；電源與負載的隔離近；板上熱分布均勻。
② 成本：IBA具有較好的競爭力。隨著(zhù)IC供電電壓下降和所需電流的增加，IBA的應用得到推廣，相應的BC和POL得到迅速發(fā)展。12V是增長(cháng)速度最快的輸入電壓，它是基于IBA和計算機應用的驅動(dòng)。

3.13中間母線(xiàn)分類(lèi)

① 特性：標準閉環(huán)穩壓12v模塊；前饋技術(shù)半穩壓12V模塊；開(kāi)環(huán)12V不穩壓模塊。
② 分別對應的應用范圍：電信設備，帶電池的48V/60V系統及數據設備，有12V負載；電信設備，帶電池的的48V系統；電信設備，嵌入式FE系統及數據設備，無(wú)12V負載，直流不帶電池。
③ 分別對應的電壓輸入范圍：36V-75V；36V-60V((核心電壓42V―58V)；48V±1%。
④ 分別對應的穩壓精度：12V/±4.5%；12V(±5%-±10%)；12V±10%。
⑤ 分別對應的成本與可靠性：高、中、低；低、中、高。
⑥ 業(yè)界BUS的標準模塊功率:100W-600W，有1/2、1/4、1/8磚等外形尺寸。效率在90%～96%，個(gè)別己達97%。

3.2 實(shí)現97%效率有利條件是什么？

輸入電壓范圍窄：器件電應力變化??；輸出開(kāi)環(huán)：可固定占空比；開(kāi)放式拓撲結構：有利于風(fēng)冷；多層PCB：接觸電阻和分布參數小。

3.3 97%模塊高效BUS電源設計思想與方案

3.31 設計思想

電路結構簡(jiǎn)單；電路和器件成熟；保護功能齊全可靠。

3.32 設計方案

包括主電路拓撲采用推挽電路(見(jiàn)圖6(a)所示)，副邊采用同步整流(見(jiàn)圖6(b)所示)，輸出無(wú)濾波電感，固定50%的占空比，采用開(kāi)關(guān)管可實(shí)現零電壓開(kāi)通(ZVS)與零電流開(kāi)通(ZCS)。

① 推挽電路的優(yōu)點(diǎn)：驅動(dòng)電路為IC直接驅動(dòng)，屬于經(jīng)典電路比較成熟；器件成熟，具有配套的PWM IC比較多；為偏磁處理。
② 副邊采用同步整流驅動(dòng)方案：低電壓驅動(dòng)MOSFET，能降低驅動(dòng)損耗1/3；為外驅同步整流能滿(mǎn)足輸出直接并聯(lián)；省略輸出電感，減少損耗并提高效率。

3.33 器件與工藝方案

用低損耗磁性器件、低Rds(on)、低Qg功率開(kāi)關(guān)器件與CT采樣及厚銅PCB。而工藝方案至關(guān)重要，應考慮電路布局的對稱(chēng)性和發(fā)熱的均勻性及散熱的高效性。