MicroTCA 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必備的要素
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這些例子表明了在不影響系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計(jì)者對于實(shí)際應(yīng)用情況的知識和了解。當(dāng)他了解了實(shí)際情況之后，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者會(huì)同電源模塊廠家來討論和定義合適的保持時(shí)間。
對于滿足保持時(shí)間規(guī)范的成本影響又是如何呢？在本項(xiàng)目研究中電源模塊是工作在正常-48V系統(tǒng)帶電池備份的電壓下，即－54V，維持滿載情況下的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(xiàn)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(shè)計(jì)擺放是有好處的。
另一個(gè)設(shè)計(jì)思路是并沒有被驗(yàn)證過的，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(shù)量，因?yàn)閮?chǔ)存的能量同電容值電壓的平方是成比例的。另外，需要設(shè)計(jì)額外的BOOST電路
5.2 輸入電壓
另一個(gè)必須被系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xiàn)就越優(yōu)。大多數(shù)情況下，對于電壓范圍在－40.5V到-57V之間的電信－48V系統(tǒng)，額定值在－54V。有些系統(tǒng)要求輸入電壓范圍應(yīng)用在并不常用的－60V電信電源系統(tǒng)，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(tǒng)，或要求含蓋－48V和-60V系統(tǒng)的情況，從能和成本方面進(jìn)行了分析。
輸入和保持電容當(dāng)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低容積率，因此在電源模塊內(nèi)需要額外的容量和PCB面積。當(dāng)工作在－60V系統(tǒng)時(shí)，保持電容的數(shù)量是會(huì)減少的，因?yàn)楦嗟哪芰績?chǔ)存在高容值的電容中。但是既然研究分析是基于同時(shí)工作在－60V和-48V電源系統(tǒng)，就必須考慮最壞的情況。值得注意的是計(jì)算是基于80V電容，因此考慮設(shè)計(jì)裕量就必須選100V。
我們的研究結(jié)果如圖10所示。在表格中40.5－57V這一列的數(shù)據(jù)表示上文所述的基本設(shè)計(jì)。當(dāng)電容改到80V耐壓值以適應(yīng)－60V系統(tǒng)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(jié)果是不適用的。
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