如何選擇48V電源母線架構(gòu)
如何為電源系統(tǒng)選擇最合適的架構(gòu)和產(chǎn)品是工程師面臨的一個困難選擇
國際安全標(biāo)準(zhǔn)認為48V電壓是高電壓而且是不安全的,因此,電信系統(tǒng)要求一個額外的隔離層,通常采用隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器,它既可以提供二級隔離,又可以將電壓降到安全范圍（一般情況下,要求低于20V）。傳統(tǒng)的母線架構(gòu)在整個系統(tǒng)中的多個地方采用隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器,負載端所需的隔離式轉(zhuǎn)換器常和下游的調(diào)節(jié)電路配合使用。而中間母線轉(zhuǎn)換器則減少了隔離式轉(zhuǎn)換器的個數(shù),一定程度上降低了成本,但是需要采取措施降低非隔離電路所帶來的的噪聲。因此,如何為一個系統(tǒng)選擇合適的母線架構(gòu)是工程師面臨的一個困難選擇,必須在采用新技術(shù)、降低硬件成本、加快上市時間等因素之間取得平衡。
“N+1”冗余
確定冗余對一個系統(tǒng)來說是首先要考慮的事情�！癗+1”是定義冗余的一個術(shù)語,“N”是指滿足負載要求的電源數(shù),“1”是指冗余數(shù)。
“1+1”冗余是最常用的方法。采用該方法,每個電源能夠承受整個負載,能夠?qū)崿F(xiàn)不帶任何控制回路的多路并行輸出。盡管“1+1”冗余法是常用的方法,還是很有必要考慮一下其他冗余方法的優(yōu)點。
今天大部分電信系統(tǒng)已經(jīng)模塊化,客戶可以根據(jù)需要使用各種應(yīng)用卡或者模塊進行組裝。通常,終端用戶并不完整地組裝系統(tǒng),因此“3+1”或“4+1”方法對這樣的系統(tǒng)來說可能更有成本優(yōu)勢。假定一個系統(tǒng)可以用最多10個卡組裝,每個要求200W,則采用“1+1”方法,即便只使用一個或兩個卡時,終端用戶也必須購買兩個2000W電源來滿足總體4000W的需求。而“4+1”方法采用5個500W卡,它具有更強的靈活性,對那些暫時沒有組裝完整的系統(tǒng)可以節(jié)省更多成本。
前端還是整流器
整流器和前端在很多方面都很相似,他們都能提供與交流電的基本隔離,并且輸出一個直流母線電壓,分布到整個電信系統(tǒng)之中。在設(shè)計上,整流器和電池相并聯(lián),需要調(diào)整輸出電壓,以提供理想的充電電壓,輸出電壓典型值是具有恒流特性的-54Vdc。從整流器出來的系統(tǒng)母線電壓會在-36～ -75Vdc范圍波動,整流器通常和電池管理系統(tǒng)連在一起以使電池工作在最佳狀態(tài)。從前端轉(zhuǎn)換器出來的系統(tǒng)母線電壓允許一個較小的波動,范圍為42～53Vdc,典型值是+48Vdc。
整流器也可能被用作前端,但前端不會被用作整流器,還必須注意輸出的極性（正的或負的）�？刂菩盘柡蜖顟B(tài)信號常常是共地的,極性反轉(zhuǎn)有可能破壞所有的狀態(tài)信號和控制信號。
大多數(shù)超過800W的前端/整流器用在低壓(115Vac)操作中提供降壓,而在高壓(230Vac)操作中提供升壓。一些生產(chǎn)商將他們的產(chǎn)品市場定位在低壓等級,而其他的生產(chǎn)商將他們的產(chǎn)品市場定位在高壓等級。
今天的前端/整流器都使用了均流電路來平分多個負載,以保證每個電源沒有超出它自己的額定功率。均流電路的精確度典型值為±10%,電源必須減去這個精確度（“1+1”應(yīng)用除外）。
挑選DC/DC轉(zhuǎn)換器的準(zhǔn)則
近幾年來,DC/DC轉(zhuǎn)換器發(fā)生了很大變化,確定最適合自己應(yīng)用的DC/DC轉(zhuǎn)換器成了一件困難的事情,一些最基本的考慮事項也許會幫助工程師做出正確的選擇。
