通信設備內置的電源解決方案

2：各種輸出的供電電源均朝更低的電壓，更大的電流，更高的精度，更快的負載變化方向發(fā)展；

3：同一單板上的不同負載，對它們的供電電源有開(kāi)關(guān)機時(shí)序的要求；

4：進(jìn)一步降低電源的高度、提高電源的功率密度以滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的單板功能密度要求，等等。隨著(zhù)單板負載對其供電電源要求的不斷提高，這種電源的設計及相應電源解決方案的設計也變得更為復雜與多樣化。本文通過(guò)介紹通信設備已有的電源解決方案（限于內置式），并結合上述單板負載的新要求，來(lái)規劃下一代通信設備可能采用的各種電源解決方案，以供國內開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)企業(yè)在規劃自己的產(chǎn)品系列和市場(chǎng)策略時(shí)參考。

2。各種已有的電源解決方案介紹

已有的電源解決方案通常有AC-DC模塊和DC-DC模塊組合而成。這些AC-DC模塊和DC-DC模塊既有標準的，也有客戶(hù)定制的，取決于所選擇的電源解決方案。電源解決方案是開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品發(fā)展方向的路標。了解通信商的電源解決方案并幫助他們設計最優(yōu)的電源解決方案對電源的發(fā)展將是非常重要的。下面先介紹各種已有電源解決方案的框圖和特點(diǎn)及相關(guān)評述。

1）。集中式供電的電源解決方案

圖1（a）是用單個(gè)AC-DC多輸出變換器構成的，其特征為：1：材料成本低；2：多為定制產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)時(shí)間長(cháng)，開(kāi)發(fā)成本高；3：可靠性低；4：熱管理困難；5：大的負載需遠端補償，等等。它是許多較小通信設備中所用的供電方案，這種AC/DC模塊是目前許多中小

型電源企業(yè)的主要產(chǎn)品。圖1（b）是用（n+1）個(gè)AC-DC多輸出變換器構成的系統

其特征為：1：可靠性較高；2：可用相對標準的電源模塊實(shí)現，研制成本降低；3：材料成本比方案（a）高；4：熱管理困難；5：大的負載需遠端補償，等等。其典型例子有數據通信中用CPCI150，CPCI350等構成的4輸出AC/DC系統。圖1（c）是用幾個(gè)不同的AC-DC多輸出變換器構成的系統，其特征為：1：可靠性低；2：通常盡量采用已有的電源模塊，但無(wú)冗余功能；3：材料成本介于方案（a）和方案（b）之間；4：熱管理困難；5：大的負載需遠端補償，等等。這類(lèi)內置集中式供電電源的通信設備結構見(jiàn)圖2所示。一般在設備的低部接圖1中所示的AC/DC供電系統，后面是低電壓的直流配電，向各單板上的負載供電。

2）。分布式供電的電源解決方案

分布式供電的電源解決方案是現在大部分通信設備所用的方案，下面介紹兩種結構。

基本結構（1）：AC/DC變換器系統+DC/DC變換器系統

這種結構是一種兩級結構，第一級的AC/DC多為n+1個(gè)AC/DC模塊組成的小系統；其輸出是中間的直流母線(xiàn)（一般為-48V），當系統的可靠性要求很高時(shí)，在中間母線(xiàn)上也可掛接電池。第二級是一個(gè)DC/DC系統，它既可以用定制的多輸出電源模塊來(lái)實(shí)現，也可以用

各種標準的DC/DC模塊來(lái)實(shí)現，如半磚，1/4磚甚至1/8磚等模塊，后面的負載直接有DC/DC系統供電。其特征是：1：可靠性較高；2：熱管理比集中式容易；3：大的負載需遠端補償，等等。

基本結構（2）：AC/DC變換器系統+板上DC/DC變換器+DC/DC變換器系統+三次DC/DC變換器交流輸入

這種結構的第一級不變，仍為AC/DC小系統，其作用是輸出中間直流母線(xiàn)電壓（一般為-48V DC）；所不同的是單板負載的供電實(shí)現，大部分單板采用板上DC/DC變換器供電，它們可以是標準的半磚和1/4磚甚至1/8磚DC/DC模塊，也可以是一些非標準的小功率DC/DC模塊；另一部分負載要求較高的單板則采用兩級DC/DC來(lái)實(shí)現供電，前級DC/DC既可以是一個(gè)標準的DC/DC模塊，也可以是由幾個(gè)標準DC/DC模塊組成的系統，類(lèi)似于方案（1）中的DC/DC，區別是其輸出也僅是一個(gè)中間母線(xiàn)（一般為12V與5V），它們給這些單板上的非隔離DC/DC變換器（或稱(chēng)三次DC/DC變換器）供電。這種供電方案中的DC/DC，大部分采用了標準的DC/DC電源模塊及三次DC/DC變換器。其特征是：1：可靠性較高；2：熱管理容易；3：不需遠端補償，4：電源產(chǎn)品將更標準化，等等。

3。電源解決方案的發(fā)展趨勢

上面介紹的幾種電源解決方案都已難以滿(mǎn)足單板負載的最新要求，因此設計新的電源解決方案已成為非常迫切的事情。結合國外電源的發(fā)展趨勢，作者預測了可能的兩種電源解決方案，介紹給各電源生產(chǎn)企業(yè)以供產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)的參考。

方案（1）：AC/DC變換器系統+二次DC/DC模塊（或系統）+板上三次DC/DC變換器

這種電源供電方案的AC/DC部分保持不變，輸出中間的母線(xiàn)電壓仍為-48V。所不同的是DC/DC部分，它由二次DC/DC模塊（或系統）來(lái)提供一組單板（可以是一塊也可以是幾塊）的輸入母線(xiàn)（為12V），所有單板上的供電都有三次DC/DC變換器來(lái)實(shí)現，它們是一種非隔離Buck DC/DC變換器，目前除了輸出濾波電感、濾波電容等少數幾個(gè)元件外，其余的已被集成在一個(gè)芯片中，因次三次DC/DC變換器的主要器件已是功率IC，其設計將變得非常靈活和簡(jiǎn)單，且能非常容易地滿(mǎn)足通信負載的各種新要求。這種方案在國外已開(kāi)始應用。因目前的電源企業(yè)往往還不能開(kāi)發(fā)功率IC，所以他們仍會(huì )去開(kāi)發(fā)分離的三次DC/DC模塊，并可能會(huì )仿照二次DC/DC模塊那樣進(jìn)行標準化與系列化，這種結果是導致另一種新的電源解決方案也即下面要介紹的方案（2）的產(chǎn)生，如圖6所示。它與方案（1）的區別僅在于單板上供電的非隔離DC/DC變換器的實(shí)現方法上

方案（1）是用功率IC 再加一些濾波元件來(lái)實(shí)現的；而方案（2）則是由電源公司設計制造的另一種電源模塊。

方案（2）：AC/DC變換器系統+二次DC/DC模塊（或系統）+板上三次DC/DC模塊