MicroTCA 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必備的要素

在當(dāng)今信息和通行技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域中，MicroTCA 還是一個(gè)全新的架構(gòu)。雖然它是從ATCA的架構(gòu)中演化而來(lái)，但無(wú)論從產(chǎn)品和應(yīng)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，著重介紹了MicroTCA 的供電架構(gòu)以及電源模塊的重要性。尤其是在MicroTCA 電源模塊內(nèi)設(shè)計(jì)要素對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)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(nèi)容對(duì)于OEM 廠家或準(zhǔn)備采用MicroTCA 架構(gòu)的使用者來(lái)說(shuō)是有意義的，因?yàn)镸icroTCA 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中本身就包含了一些對(duì)于電源模塊要求的強(qiáng)制要求，如功能，接口，熱設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等。同時(shí)對(duì)于電源模塊廠家來(lái)說(shuō)，也提出了MicroTCA 電源模塊設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)供進(jìn)一步討論。總之，由電源廠家自身或由滿足客戶需求決定的設(shè)計(jì)方案最終會(huì)影響系統(tǒng)的整體性能。

這篇技術(shù)文章可作為對(duì)于MicroTCA電源系統(tǒng)的通用指南，適合那些對(duì)于電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)有全面了解但初次接觸MicroTCA系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的工程師。它也適合那些已開(kāi)始設(shè)計(jì)MicroTCA系統(tǒng)但想要詳細(xì)了解電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)和如何選擇電源模塊設(shè)計(jì)的工程師。當(dāng)然讀者在確定設(shè)計(jì)方案之前，必須參考根據(jù)最新的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)需求而最新發(fā)布的MicroTCA的規(guī)范。文中的內(nèi)容只代表我們的觀點(diǎn)，當(dāng)然也會(huì)有另外可行的方案存在。

2. 歷史回顧

MicroTCA 標(biāo)準(zhǔn)是由PICMG 組織在2006 年7 月批準(zhǔn)生效的，應(yīng)用在信息和通信技術(shù)設(shè)備下一代開(kāi)放式的設(shè)備平臺(tái)架構(gòu)。它基本來(lái)源于早期的ATCA 和AMC 架構(gòu)和技術(shù)，但又進(jìn)行和系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化和改進(jìn)以適應(yīng)更低功率要求的設(shè)備應(yīng)用，如CPE 和邊緣，接入層的設(shè)備。ATCA的標(biāo)準(zhǔn)早在2002 年就存在了。ATCA 的載板采用分布式的供電架構(gòu)，輸入電壓為-48V，在板的內(nèi)部包含了功率控制和轉(zhuǎn)換以及部分的二次電壓變換。其他的二次電壓變換是在AMC 板卡內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的，而AMC 板卡又是插裝在ATCA 載板上的。一個(gè)ATCA 系統(tǒng)機(jī)架中包含了一些載板。如在13U 高19 英寸機(jī)架中最多可插14 塊載板，而符合ETSI 標(biāo)準(zhǔn)的600 毫米寬機(jī)架中可插16 塊載板。

在MicroTCA 中，所有的負(fù)載實(shí)際就是AMC 板卡。對(duì)于已使用ATCA 架構(gòu)的用戶來(lái)說(shuō)，采用AMC 板卡作為兩種不同架構(gòu)設(shè)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(jì)利益也是可觀的。由于不用再開(kāi)發(fā)單獨(dú)應(yīng)用在MicroTCA 架構(gòu)的AMC 板卡，減少了模塊的種類，對(duì)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(tǒng)中最關(guān)鍵的是電源模塊，由于并不在需要ATCA 架構(gòu)中的載板，因此MicroTCA 電源模塊承擔(dān)了功率變換和控制的功能。MicroTCA 系統(tǒng)也可以安裝在19 英寸系統(tǒng)中，最大可支持6U 高大系統(tǒng)，也可以是小系統(tǒng)。

圖1表示了兩種系統(tǒng)。AMC模塊是兩種系統(tǒng)中的通用模塊，在MicroTCA系統(tǒng)中它將被直接插裝在背