MicroTCA 電源系統設計中必備的要素
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
在當今信息和通行技術(shù)設備領(lǐng)域中，MicroTCA 還是一個(gè)全新的架構。雖然它是從ATCA的架構中演化而來(lái)，但無(wú)論從產(chǎn)品和應用領(lǐng)域來(lái)講，還是有所不同的。本文在簡(jiǎn)單闡述了兩者發(fā)展的歷史背景和關(guān)系之后，著(zhù)重介紹了MicroTCA 的供電架構以及電源模塊的重要性。尤其是在MicroTCA 電源模塊內設計要素對于整個(gè)系統中必須考慮的關(guān)于性能、成本和可靠性因素的影響。 本文內容對于OEM 廠(chǎng)家或準備采用MicroTCA 架構的使用者來(lái)說(shuō)是有意義的，因為MicroTCA 標準和規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，熱設計和機械設計等。同時(shí)對于電源模塊廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，也提出了MicroTCA 電源模塊設計的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)供進(jìn)一步討論?？傊?，由電源廠(chǎng)家自身或由滿(mǎn)足客戶(hù)需求決定的設計方案最終會(huì )影響系統的整體性能。
這篇技術(shù)文章可作為對于MicroTCA電源系統的通用指南，適合那些對于電源系統設計有全面了解但初次接觸MicroTCA系統標準的工程師。它也適合那些已開(kāi)始設計MicroTCA系統但想要詳細了解電源系統設計和如何選擇電源模塊設計的工程師。當然讀者在確定設計方案之前，必須參考根據最新的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)需求而最新發(fā)布的MicroTCA的規范。文中的內容只代表我們的觀(guān)點(diǎn)，當然也會(huì )有另外可行的方案存在。
2. 歷史回顧
MicroTCA 標準是由PICMG 組織在2006 年7 月批準生效的，應用在信息和通信技術(shù)設備下一代開(kāi)放式的設備平臺架構。它基本來(lái)源于早期的ATCA 和AMC 架構和技術(shù)，但又進(jìn)行和系統設計優(yōu)化和改進(jìn)以適應更低功率要求的設備應用，如CPE 和邊緣，接入層的設備。ATCA的標準早在2002 年就存在了。ATCA 的載板采用分布式的供電架構，輸入電壓為-48V，在板的內部包含了功率控制和轉換以及部分的二次電壓變換。其他的二次電壓變換是在A(yíng)MC 板卡內部實(shí)現的，而AMC 板卡又是插裝在A(yíng)TCA 載板上的。一個(gè)ATCA 系統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 標準的600 毫米寬機架中可插16 塊載板。
在MicroTCA 中，所有的負載實(shí)際就是AMC 板卡。對于已使用ATCA 架構的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，采用AMC 板卡作為兩種不同架構設備的通用中間介質(zhì)，可以有效降低開(kāi)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(guān)的。由于不用再開(kāi)發(fā)單獨應用在MicroTCA 架構的AMC 板卡，減少了模塊的種類(lèi)，對于加快產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間以及將來(lái)減少備件成本都有積極意義。在MicroTCA 系統中最關(guān)鍵的是電源模塊，由于并不在需要ATCA 架構中的載板，因此MicroTCA 電源模塊承擔了功率變換和控制的功能。MicroTCA 系統也可以安裝在19 英寸系統中，最大可支持6U 高大系統，也可以是小系統。
圖1表示了兩種系統。AMC模塊是兩種系統中的通用模塊，在MicroTCA系統中它將被直接插裝在背
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