工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)電源系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)詳解

　　目前主流的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)均采用雙電源冗余供電，輸入一般比較常見的輸入的電壓為直流24V、48V或者交直流110V，220V。通過模塊電源（AC-DC，或者DC-DC）隔離變換到12V，由冗余芯片合并到一路接入片上DC-DC。

　　下面是一個(gè)冗余的電路的整體框圖：

　　工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)隔離模塊的選擇

　　根據(jù)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)電源輸入范圍、溫度范圍、EMC性能、電源的基本性能、品牌知名度等選擇。現(xiàn)在隔離電源模塊主流的制造商主要有美國的Vicor，Power-one;瑞典的Ericsson;日本的Cosel，Tdk- lambda，Murata;臺灣的P-duke，Arch，Meanwell，臺達(dá);中國大陸的深圳核達(dá)中遠(yuǎn)通，深圳瑞谷，深圳金威源，深圳東辰，廣州金升陽等等。根據(jù)需求不同，選擇適合廠家的電源。

　　工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)片上冗余和片上DC-DC電源的選擇

　　作為用于電力配網(wǎng)或者變電站的電源，未來保證系統(tǒng)的絕對可靠性，一般選擇凌特、TI等廠家的電源芯片。LTC4352IMS(＄3.5200)#PBF和LTC3850GN組成的冗余電源和板上DC-DC作簡單的介紹。LTC4352(＄3.0400) 采用一個(gè)外部 N 溝道 MOSFET 產(chǎn)生一個(gè)近理想的二極管。它可替代一個(gè)高功率肖特基二極管和相關(guān)聯(lián)的散熱器，從而節(jié)省了功率和電路板面積。理想二極管功能實(shí)現(xiàn)了低損耗電源 “或” 和電源保持應(yīng)用。LTC4352(＄3.0400) 負(fù)責(zé)調(diào)節(jié) MOSFET 兩端的正向電壓降，以在二極管 “或” 應(yīng)用中確保平滑的電流轉(zhuǎn)換?？焖俳油p小了電源切換期間的負(fù)載電壓降。如果輸入電源發(fā)生故障或被短路，則快速關(guān)斷將最大限度地減小反向電流。

　　該控制器可采用 2.9V 至 18V 的工作電源。當(dāng)電壓較低時(shí)，需要在 VCC 引腳上布設(shè)一個(gè)外部電源。在欠壓或過壓條件下，電源通路被禁用。這款控制器還具有一個(gè)開路 MOSFET 檢測電路，如果在接通狀態(tài)中傳輸晶體管兩端的電壓降過大，則該檢測電路將發(fā)出指示信號。一個(gè) REV 引腳用于啟用反向電流，在需要的時(shí)候可取代二極管的作用。

　　下面是兩片LTC4352(＄3.0400)組成雙冗余電路：

　　采用此芯片既可以實(shí)現(xiàn)低壓的雙冗余輸入，又可以大大的減小損耗。另外，LTC3850GN 是一款高性能、雙通道同步降壓型開關(guān)穩(wěn)壓控制器，用于驅(qū)動全 N 溝道功率 MOSFET 級。該器件所運(yùn)用的一種恒定頻率電流模式架構(gòu)提供了一個(gè)高達(dá) 780kHz 的可鎖相頻率。通過使兩個(gè)控制器輸出級異相操作，最大限度地降低了功率損失和電源噪聲。OPTI-LOOP補(bǔ)償使得能夠在一個(gè)寬輸出電容和 ESR 數(shù)值范圍內(nèi)優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)。LTC3850GN 具有一個(gè)精準(zhǔn)的 0.8V 基準(zhǔn)和一個(gè)電源良好輸出指示器。其 4V 至 30V 的寬輸入電源范圍涵蓋了大多數(shù)電池化學(xué)組成和中間總線電壓。

　　用于每個(gè)控制器的獨(dú)立 TK/SS 引腳負(fù)責(zé)在啟動期間使輸出電壓斜坡上升。電流折返可以對短路條件下的 MOSFET 熱耗散加以限制。MODE/PLLIN 引腳負(fù)責(zé)在突發(fā)模式 （Burst Mode） 操作、脈沖跳躍模式或連續(xù)電感器電流模式之間進(jìn)行選擇，并允許將該 IC 同步至一個(gè)外部時(shí)鐘。

　　下面由一片LTC3850GN組成的DC-DC電路圖：

　　根據(jù)板上DC電壓的路數(shù)和電流需求，可以由一片或者多片LTC3850GN組成多路DC-DC來滿足板上的需求。同時(shí)可以根據(jù)需求每路可以輸出0-20A的電流。

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