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采用集成DC-DC转换器的分布式电源系统介绍[图](1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/3/23 13:51:12   

传统的分布式电源架构采用多个隔离型DC-DC电源模块将48V总线电压转换到系统电源电压,如5V、3.3V和2.5V。然而该配置很难满足快速响应的低压处理器、DSP、ASIC以及DDR存储器的负载要求。这类器件对电源提出了更加严格的要求:非常快的瞬态响应、高效率、低电压以及紧凑的电路板尺寸。

引言

通过使用单个大功率、隔离型DC-DC模块将48V电压转换成一个中等电源,如12V或更低电压,可以获得较好的系统性能。将这一中等电压再转换到系统负载所要求的具体电压。这样的电压转换可以通过非隔离、负载点电源实现,如图1右侧框图所示。对于第二级电源转换,集成开关稳压器是非常理想的选择,因为输入电压(≤ 12V)和输出电流(< 10A)相对较低。

图1. 与电信单板上传统的分布电源架构(左边)相比,集成开关调节器(右边)具有更高效率和可靠性,能够加快设计进程、缩小电路板面积。

采用集成开关调节器的优势

电子行业的很多领域,包括电源电子行业,其共同目标是集成系统元件,以降低总体成本、提高可靠性,并且尽可能缩小PCB面积。在过去的二十年,电源管理IC制造商开展了大量工作,在芯片内部集成众多功能,以满足隔离、非隔离型DC-DC转换应用的需求。

集成开关电源在一个封装中集成了MOSFET、栅极驱动器以及用于DC-DC开关转换的PWM控制器,这已不再是新的概念。当前所面临的问题是如何提高这些器件的输出电流能力以及增强此类器件的功能。它们非常适合现代通信单板中分布式电源所要求的紧凑、多通道负载点电源,能够对动态负载提供卓越的瞬态响应。

为通信系统板设计、开发、测试电源会占用单板开发过程相当多的时间。除PCB布局所花费的时间外,电源开发中一个主要问题是解决布局相关的问题,这些问题包括:不合理的功率级布局、不恰当接地、将敏感的模拟走线布在电流和电压快速变化的电源线附近、没有为电压和电流检测提供开尔文连接、EMI超标、去耦电容的位置不正确等。当电源采用多个外围分立元件时,这些问题中极有可能产生布板错误。

相反,集成开关调节器将功率级(MOSFET和栅极驱动器)和电流检测功能集成到了器件内部,从而消除了与PCB相关的诸多问题,进而避免了大部分布板问题。不仅如此,集成开关调节器的引脚配置在设计中也有意避开了元件布局和接地问题。集成开关调节器通常提供结构紧凑、经过优化与验证的PCB布局,有助于缩短开发周期,加快产品上市。

来源:21ic电子网
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