通信系統(tǒng)的供電架構
現代電信系統(tǒng)需要更寬的帶寬,更快的數據率、更嚴密的保密措施、更新性能、更多的用戶和用戶特性的廣泛性,這促使為現代電信系統(tǒng)提供dc電壓和電流的電源設計,正在從傳統(tǒng)形式轉變到新的技術形態(tài),基于dc—dc變換器的新一代電源系統(tǒng)必須工作在寬輸入電壓范圍,有時達到30~100V。同時,電源系統(tǒng)為高性能通信系統(tǒng)的ASIC、DSP和用浮亞微米CMO工藝設計的微處理器提供若干低電平dc電壓。
在通信和網絡服務器應用中,這意味著不僅僅變換48V輸入電壓為傳統(tǒng)的5V和3.3V,而且變換為新的更低的電壓（范圍從低于1V到2.5V,負載電流10~35V）。另外,電源系統(tǒng)必須保持嚴格的容差并產生最小的噪聲來保持信號的完整性。這些增加的要求發(fā)生空間受限制和熱管理是主要考慮的環(huán)境中。
為了滿足這些要求,電源系統(tǒng)架構正在從早期的集中提供較低電壓和電流變換到目前的分布方法。代替單電源產生所有必須的電壓電平,現在電源沿著第2和第3總線分布到dc—dc變換器,降壓到適合各個電路或子系統(tǒng)的電壓電平。
在每個電平,設計人員可以設計或購買dc—dc變換器,這種變換器為若干IC、ASIC、溫合信號器件或完整的印刷電路板提供必須的電壓和電流。每個dc—dc變換器將具有特殊的拓撲,拓撲取決于它供電的電路和所工作系統(tǒng)的很多因素,如效率、噪聲電平、物理因數（高度、重量、大小）,所需的輸出電壓數量、功耗和散熱。本文將討論專門的折衷考慮和滿足不同系統(tǒng)電源設計目標的最好拓撲結構。
分布電源
在分布電源架構（圖1）中,前端電源變換ac電源為dc并通過第一級總線分配 dc電壓（電信系統(tǒng)中通常為—48V）到dc—dc中間總線變換器（IBC）。IBC的目的首先是提供隔離以及降低ac—dc前端分布的電壓到較低的電壓電平。這應該發(fā)生在通過第2級分布總線送它到最后非隔離dc—dc（降壓）變換器,為系統(tǒng)提供所需的電壓和電流。
圖2示出dc—dc隔離電流模塊和POL負載點變換器如何配置成典型的分布電源系統(tǒng),提供多輸出電壓和電流。來自前端ac—dc電源的DC電壓（-36~72V）饋入一個隔離的電源模塊,此模塊代表一個總線變換器。模塊完全是隔離ac—dc變換器,有不同的形成（全磚、半磚、1/4磚）,具有標準的占位面積,到腳輸出和散熱能力。POL變換器可以是開關穩(wěn)壓器（降壓或升壓穩(wěn)壓器）和線性穩(wěn)壓器的組合或僅是線穩(wěn)壓器,這取決于所供電的電路要求。靈敏電路需要低噪聲線性穩(wěn)壓器,而高效率開關穩(wěn)壓器是必須有最小功耗的電源系統(tǒng)的選擇。
-48V電信分布電源系統(tǒng)
圖3示出電信應用的-48V分布電源系統(tǒng)框圖,該圖說明了電源從輸入ac線到低電壓ac—dc POL變換器的過程,電池（48V）為電源失效時備份ac—dc變換器。-48V執(zhí)交換控制器（IC）在帶電插撥電路板時,為電源連接提供智能控制,這包括侵入電流控制,短路保護和保護電源系統(tǒng)的其他保護功能。第一個ac—dc變換及是一個隔離變換器,這意味著輸入ac電源地與輸出ac電源地是隔離的,通常采用變換器隔離,隔離是規(guī)定的,防止在失效條件下所呈現危險電壓電平危害人。然而,隔離電路使變換器比較貴并對效率有影響。為系統(tǒng)單元電路提供電源的POL變換器不需要隔離,因為它們由為其提供ac輸入電源的隔離電源模塊保護。
