MicroTCA 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必備的要素
英飛凌汽車(chē)電子生態(tài)圈
掃碼關(guān)注
獲取最新最全汽車(chē)電子
技術(shù)方案與實(shí)用技巧
圖10 － 研究結(jié)果
我們同樣研究了最大輸入電壓對(duì)于電源模塊效率的影響。我們主要是測(cè)量了主要的48V 到12V 直流/直流變換器的效率。通常來(lái)說(shuō)，低的輸入電壓意味著主開(kāi)關(guān)管的額定電壓可降低，這樣阻抗和功耗會(huì)減少。拿PKM 4304B PI 隔離直流/直流變換器為例，主開(kāi)關(guān)管采用了100V 的管子以適應(yīng)－48V 和－60V 電源系統(tǒng)。如果在同樣的供應(yīng)商和產(chǎn)品線中選擇60V 的管子來(lái)替代100V 的管子，這樣這個(gè)模塊只能支持－48V 系統(tǒng)。使用60V 的管子阻抗可降低2.5毫歐，則當(dāng)電源模塊滿(mǎn)載時(shí)降低了0.3 瓦的功耗。結(jié)果如圖11 所示。
采用了60V 的管子后，在滿(mǎn)載時(shí)確實(shí)有功耗的降低，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)還是較小的。同時(shí)當(dāng)在半載以下的情況，使用60V 的管子后效率反而降低了。效率曲線的外形改變主要由于電壓等級(jí)的不同，在這個(gè)電壓等級(jí)上低耐壓值開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)特性勝于實(shí)際的直流阻抗。如果再花費(fèi)一些精力優(yōu)化一下使用60V 器件的電路，結(jié)果可能會(huì)不同。雖然如此，我們并不能得出結(jié)論，使用這個(gè)特定的器件在更寬的覆蓋－48V 和－60V 輸入電壓的情況下會(huì)對(duì)效率有負(fù)面影響。
圖11 － PKM4304B PI和效率曲線
5.3 冗余
在MicroTCA規(guī)范中規(guī)定了在特定的應(yīng)用場(chǎng)合，系統(tǒng)必須提供冗余的電源模塊以提高系統(tǒng)的可靠性。非常重要指出的是，作為冗余備份作用的電源模塊自然就比作為獨(dú)自工作的電源模塊更復(fù)雜和成本更高。對(duì)于那些不熟悉的人來(lái)說(shuō)，首先介紹了對(duì)于MicroTCA有效載荷和管理電源通道進(jìn)行電源備份的好處。然后將討論受冗余決定，有效載荷電源通道控制和直流/直流變換器性能影響的電源模塊設(shè)計(jì)思路。目的是讓OEM設(shè)計(jì)者了解尺寸，效率和成本對(duì)于冗余電源模塊的影響，確保當(dāng)冗余功能是必須的時(shí)才會(huì)去設(shè)計(jì)它。當(dāng)在不需要較高可靠性要求的系統(tǒng)時(shí)，不使用冗余模塊當(dāng)然是可以接受的。
一個(gè)2＋1備份的MicroTCA電源模塊系統(tǒng)例子如圖12所示。在這個(gè)系統(tǒng)中，兩個(gè)電源模塊用來(lái)對(duì)總共16路輸出通道的有效載荷和管理供電。另外第三個(gè)電源模塊在正常情況下處于待機(jī)狀態(tài)，只有任一個(gè)模塊的任一通道發(fā)生故障時(shí)，它才工作。在MicroTCA規(guī)范中有非常詳盡的關(guān)于完成電源模塊冗余的要求。并不會(huì)使用電源并聯(lián)和均流技術(shù)，在任何情況下只有一個(gè)電源模塊給一個(gè)通道供電。如圖系統(tǒng)所示。電源模塊1只為1到8通道供電，電源模塊2只為9到16通道供電。冗余電源模塊3會(huì)給任一個(gè)通道供電，但只有在其中一個(gè)主電源模塊故障或下電。這個(gè)架構(gòu)的建立使每個(gè)通道的可能過(guò)流電流被限制住了。如果
評(píng)論