如何選擇最佳的電源系統架構

 

不管是采用哪種電源系統架構，只要是解決了系統中提出的各種苛刻要求，克服了系統的冗余，那你就是選擇了一個最佳的方案。

　　隨著DC/DC模塊電源的發展，人們對電源系統的要求也越來越苛刻。電子設備系統要求電源產品能滿足高功率密度、低壓大電流、高動態性能以及輸出電壓種類多元化等需要。特別是隨著計算機、通信、數據業務的飛速發展，電源的熱切換、高可靠性、高性價比，甚至環保等問題，也成了關注的熱點。
　　近幾年，電源在最終系統里的使用及開發已提上設計工程師的議事日程。DC/DC電源模塊作為電源系統的主要部件，具有使用靈活、替代方便、便于擴展、開發周期短等特點，很適合現代電子產品的主要需求，其應用也越來越廣泛。據專業電源市場公司VDC預測，全球DC/DC轉換器出貨量將會由2002年的20億增長到2007年的25億。
　　業內專家指出，在用DC/DC標準電源模塊來設計電源系統時，在技術上首先要考慮的因素就是選擇一個什么樣的電源系統架構？電源系統架構一般是設計師們在設計中需要最先考慮的問題

。目前開關電源的供電架構有多種，大體可分為集中式電源架構、分布式電源架構（DPA）、中間總線架構（IBA）等。
　　集中式電源架構是由一個集中的電源變換器產生所需的各種電源等級的輸出電壓。但隨著系統要求的電壓越來越低，電壓等級越來越多，電流越來越大，集中供電方式的弊端日益顯現。但由于它的成本低廉，因此至今仍然是應用較廣泛的一種電源架構。
　　分布式電源架構（DPA）采用48V的電壓直流總線，將電能送至負載旁，然后通過獨立的隔離DC/DC模塊分別給各負載供電。分布式電源架構具有電源效率高、輸出電壓調整率高、輸出噪聲小、動態響應快等優點，目前被廣泛應用在通信電源、PC電源、機頂盒、服務器等領域。但它的缺點是采用的DC/DC模塊都需要隔離，從而增加了電源系統的成本。
　　中間總線架構（IBA）是由二級構成，首先是通過隔離DC/DC模塊將48V轉換成中間的電壓，采用中間的電壓總線，將電壓送至負載旁。然后再通過第二段非隔離DC/DC模塊（負載點電源模塊POL）轉換為各負載需要的電壓。實際上中間總線架構是分布式架構與集中式架構的折衷方案。中間總線結構成本較低。
　　去年，Vicor公司又推出一個全新的電源系統架構——分比供電系統，該架構也是由兩級組成。第一級PRM（預調節模塊）是一個非隔離電源，實現電壓調節功能。第二級是帶隔離的VTM（電源轉換模塊），工作在固定占空比狀態，將電壓降到負載所需要的水平。
　　還有一個不容忽視的供電系統——以太網供電PoE技術，以太網供電PoE是一種可以推動分布式電源架構發展的技術，是一種為遠離交換機的變換器供電的48V分布式總線，可節省相應的電源基礎設施建設的費用。有預測顯示，從2002年到2008年，全球PoE電源市場將從2900萬美元增長到7800萬美元，年增長率達到21.8%。全球供電的以太網端口數量預計將從2004年的2800萬個增長到2009年的6620萬個，5年內增長率為18.8%。作為一種“新興”技術，它并不會與許多傳統的電源架構進行直接的競爭，但PoE發展也是值得人們關注的。
　　不管你采用哪種電源系統架構，專家告誡，具體設計時，設計者們必須根據具體情況作出詳細的比較和分析，往往一個大的系統還可能采用混合式的電源架構。不管是采用哪種電源系統架構，只要是解決了系統中提出的各種苛刻要求，克服了系統的冗余，那你就是選擇了一個最佳的方案。