MicroTCA 電源系統設計中必備的要素
加入技術(shù)交流群
兩個(gè)冗余備份的單輸入電源模塊－這是一個(gè)1＋1電源冗余備份的方式。電源源A輸入到一個(gè)電源模塊，電源源B輸入到另一個(gè)電源模塊。兩個(gè)電源模塊都僅有一路電源輸入，而只需要一個(gè)電源模塊就可以對整個(gè)系統負載供電。這樣無(wú)論是直流/直流變換器和輸入電源源都有了冗余備份。這個(gè)解決方案是針對第一個(gè)方案中無(wú)法對直流/直流變換器進(jìn)行冗余的改進(jìn)。
兩個(gè)冗余備份的雙輸入電源模塊－這個(gè)解決方案同上述的區別在于，兩路電源源都進(jìn)到了兩個(gè)電源模塊中，同時(shí)要求兩個(gè)電源模塊都有支持雙輸入的能力。和前一個(gè)方案一樣，這個(gè)解決方案對于單個(gè)直流/直流變換器和電源源的故障都進(jìn)行了冗余。對于多點(diǎn)故障，它還提供了更多的保護，實(shí)際上這個(gè)方案對于輸入源的故障提供了1＋3的冗余，電源電模塊的故障提供了1＋1的冗余。當多點(diǎn)故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，這個(gè)方案也能起到保護作用。例如在電源分配單元（PDU）同時(shí)有最多三個(gè)保險絲和電纜故障，或同時(shí)有一路輸入源和一個(gè)直流/直流變換器故障。也許會(huì )有一些系統會(huì )需要這樣級別的備份保護，但許多MicroTCA的應用可能只需要針對一種故障情況進(jìn)行保護。
圖17 － 雙電源輸入建立
一般來(lái)說(shuō)應是系統設計者會(huì )針對特定的應用情況來(lái)做出上述的方案選擇。從我們的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，許多MicroTCA系統會(huì )采用第二種保護方式。對于輸入源故障和直流/直流變換器故障都提供了單一保護，同時(shí)又不需要雙輸入的電源模塊。這個(gè)分析僅僅適用于假定的1＋1電源冗余備份。在其他情況下結論可能就不同了。例如在使用單輸入電源模塊的3＋1備份系統，一路電源源的故障意味著(zhù)兩個(gè)電源模塊將下電，會(huì )導致剩下的兩個(gè)電源模塊出現過(guò)流情況。要求一個(gè)電源模塊提供支持雙輸入功能在成本、效率和尺寸方面的影響在下文中會(huì )涉及。系統設計者必須在對于多點(diǎn)故障的保護和這些因素影響方面做出平衡。
如圖18所示是關(guān)于單輸入和雙輸入電源模塊的比較。單輸入系統使用了有源器件和12毫歐的前饋電阻進(jìn)行反極性保護。這個(gè)器件可看作是一個(gè)二極管同輸入電壓側直接相連（不需要外部的控制）。對于雙輸入來(lái)進(jìn)行反極性保護就復雜多了，需要總共4個(gè)二極管來(lái)實(shí)現這個(gè)功能，又必須滿(mǎn)足MicroTCA的規范。兩者之間的功率損耗和效率差別是很大的，雙輸入模塊有10W的二極管損耗而單輸入模塊只有1W。雙輸入模塊的效率將降低2.7％。同時(shí)使用雙輸入電源設計將額外需要750平方毫米的PCB面積，增加12個(gè)成本單位。大多數增加的成本主要體現在另一個(gè)輸入電源連接器。在許多系統設計中，為了提高系統在多點(diǎn)故障的可靠性而采用這種方式同時(shí)又付出這
評論