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
這些例子表明了在不影響系統性能和可靠性的前提下保持電容是可以被減少的。注意，這完全取決于系統設計者對于實(shí)際應用情況的知識和了解。當他了解了實(shí)際情況之后，系統設計者會(huì )同電源模塊廠(chǎng)家來(lái)討論和定義合適的保持時(shí)間。
對于滿(mǎn)足保持時(shí)間規范的成本影響又是如何呢？在本項目研究中電源模塊是工作在正常-48V系統帶電池備份的電壓下，即－54V，維持滿(mǎn)載情況下的10毫秒工作。在電源模塊中使用的電容是Nichicon 63V LS系列電解電容。占板面積為1100平方毫米，大約是整個(gè)PCB板的10％。保持電容的成本大概是2個(gè)成本單位。使用較少的保持電容對于成本降低貢獻較少，但對于減少器件的占板面積有正面作用。后者的優(yōu)點(diǎn)對于板上其他器件的設計擺放是有好處的。
另一個(gè)設計思路是并沒(méi)有被驗證過(guò)的，即在電源模塊的前級增加另外的電壓BOOST電路。這個(gè)BOOST電路可以使電容充電到一個(gè)較高的電壓，如－72V。這樣就必須選用高耐壓值的電容，同時(shí)可以減少電容的數量，因為儲存的能量同電容值電壓的平方是成比例的。另外，需要設計額外的BOOST電路
5.2 輸入電壓
另一個(gè)必須被系統設計者定義的因素是輸入電壓范圍。一個(gè)通用的原則是，要求的輸入電壓范圍越窄，那電源模塊在性能，效率和成本方面的表現就越優(yōu)。大多數情況下，對于電壓范圍在－40.5V到-57V之間的電信－48V系統，額定值在－54V。有些系統要求輸入電壓范圍應用在并不常用的－60V電信電源系統，因而要求輸入電壓范圍在－50V到－72V之間。在我們的研究中，我們對于僅僅用在－48V系統，或要求含蓋－48V和-60V系統的情況，從能和成本方面進(jìn)行了分析。
輸入和保持電容當然必須工作在更高的輸入電壓，充電電壓范圍從63V到80V。高耐壓值電容意味著(zhù)低容積率，因此在電源模塊內需要額外的容量和PCB面積。當工作在－60V系統時(shí)，保持電容的數量是會(huì )減少的，因為更多的能量?jì)Υ嬖诟呷葜档碾娙葜?。但是既然研究分析是基于同時(shí)工作在－60V和-48V電源系統，就必須考慮最壞的情況。值得注意的是計算是基于80V電容，因此考慮設計裕量就必須選100V。
我們的研究結果如圖10所示。在表格中40.5－57V這一列的數據表示上文所述的基本設計。當電容改到80V耐壓值以適應－60V系統要求時(shí)，PCB面積和成本增加的情況在右列所示。另外需要大雪550平方毫米的PCB面積，同時(shí)電源模塊的成本大約增加0.5個(gè)成本單位。如果使用了前文所述的BOOST升壓電路，則這個(gè)分析結果是不適用的。
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