如何選擇最佳的電源系統(tǒng)架構(gòu)

 

不管是采用哪種電源系統(tǒng)架構(gòu)，只要是解決了系統(tǒng)中提出的各種苛刻要求，克服了系統(tǒng)的冗余，那你就是選擇了一個(gè)最佳的方案。

　　隨著DC/DC模塊電源的發(fā)展，人們對(duì)電源系統(tǒng)的要求也越來(lái)越苛刻。電子設(shè)備系統(tǒng)要求電源產(chǎn)品能滿足高功率密度、低壓大電流、高動(dòng)態(tài)性能以及輸出電壓種類(lèi)多元化等需要。特別是隨著計(jì)算機(jī)、通信、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，電源的熱切換、高可靠性、高性價(jià)比，甚至環(huán)保等問(wèn)題，也成了關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　近幾年，電源在最終系統(tǒng)里的使用及開(kāi)發(fā)已提上設(shè)計(jì)工程師的議事日程。DC/DC電源模塊作為電源系統(tǒng)的主要部件，具有使用靈活、替代方便、便于擴(kuò)展、開(kāi)發(fā)周期短等特點(diǎn)，很適合現(xiàn)代電子產(chǎn)品的主要需求，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。據(jù)專(zhuān)業(yè)電源市場(chǎng)公司VDC預(yù)測(cè)，全球DC/DC轉(zhuǎn)換器出貨量將會(huì)由2002年的20億增長(zhǎng)到2007年的25億。
　　業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，在用DC/DC標(biāo)準(zhǔn)電源模塊來(lái)設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)時(shí)，在技術(shù)上首先要考慮的因素就是選擇一個(gè)什么樣的電源系統(tǒng)架構(gòu)？電源系統(tǒng)架構(gòu)一般是設(shè)計(jì)師們?cè)谠O(shè)計(jì)中需要最先考慮的問(wèn)題

。目前開(kāi)關(guān)電源的供電架構(gòu)有多種，大體可分為集中式電源架構(gòu)、分布式電源架構(gòu)（DPA）、中間總線架構(gòu)（IBA）等。
　　集中式電源架構(gòu)是由一個(gè)集中的電源變換器產(chǎn)生所需的各種電源等級(jí)的輸出電壓。但隨著系統(tǒng)要求的電壓越來(lái)越低，電壓等級(jí)越來(lái)越多，電流越來(lái)越大，集中供電方式的弊端日益顯現(xiàn)。但由于它的成本低廉，因此至今仍然是應(yīng)用較廣泛的一種電源架構(gòu)。
　　分布式電源架構(gòu)（DPA）采用48V的電壓直流總線，將電能送至負(fù)載旁，然后通過(guò)獨(dú)立的隔離DC/DC模塊分別給各負(fù)載供電。分布式電源架構(gòu)具有電源效率高、輸出電壓調(diào)整率高、輸出噪聲小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用在通信電源、PC電源、機(jī)頂盒、服務(wù)器等領(lǐng)域。但它的缺點(diǎn)是采用的DC/DC模塊都需要隔離，從而增加了電源系統(tǒng)的成本。
　　中間總線架構(gòu)（IBA）是由二級(jí)構(gòu)成，首先是通過(guò)隔離DC/DC模塊將48V轉(zhuǎn)換成中間的電壓，采用中間的電壓總線，將電壓送至負(fù)載旁。然后再通過(guò)第二段非隔離DC/DC模塊（負(fù)載點(diǎn)電源模塊POL）轉(zhuǎn)換為各負(fù)載需要的電壓。實(shí)際上中間總線架構(gòu)是分布式架構(gòu)與集中式架構(gòu)的折衷方案。中間總線結(jié)構(gòu)成本較低。
　　去年，Vicor公司又推出一個(gè)全新的電源系統(tǒng)架構(gòu)——分比供電系統(tǒng)，該架構(gòu)也是由兩級(jí)組成。第一級(jí)PRM（預(yù)調(diào)節(jié)模塊）是一個(gè)非隔離電源，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)功能。第二級(jí)是帶隔離的VTM（電源轉(zhuǎn)換模塊），工作在固定占空比狀態(tài)，將電壓降到負(fù)載所需要的水平。
　　還有一個(gè)不容忽視的供電系統(tǒng)——以太網(wǎng)供電PoE技術(shù)，以太網(wǎng)供電PoE是一種可以推動(dòng)分布式電源架構(gòu)發(fā)展的技術(shù)，是一種為遠(yuǎn)離交換機(jī)的變換器供電的48V分布式總線，可節(jié)省相應(yīng)的電源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的費(fèi)用。有預(yù)測(cè)顯示，從2002年到2008年，全球PoE電源市場(chǎng)將從2900萬(wàn)美元增長(zhǎng)到7800萬(wàn)美元，年增長(zhǎng)率達(dá)到21.8%。全球供電的以太網(wǎng)端口數(shù)量預(yù)計(jì)將從2004年的2800萬(wàn)個(gè)增長(zhǎng)到2009年的6620萬(wàn)個(gè)，5年內(nèi)增長(zhǎng)率為18.8%。作為一種“新興”技術(shù)，它并不會(huì)與許多傳統(tǒng)的電源架構(gòu)進(jìn)行直接的競(jìng)爭(zhēng)，但PoE發(fā)展也是值得人們關(guān)注的。
　　不管你采用哪種電源系統(tǒng)架構(gòu)，專(zhuān)家告誡，具體設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者們必須根據(jù)具體情況作出詳細(xì)的比較和分析，往往一個(gè)大的系統(tǒng)還可能采用混合式的電源架構(gòu)。不管是采用哪種電源系統(tǒng)架構(gòu)，只要是解決了系統(tǒng)中提出的各種苛刻要求，克服了系統(tǒng)的冗余，那你就是選擇了一個(gè)最佳的方案。