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            分布式電源和中間總線架構之間的聯系

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            分布式電源和中間總線架構之間的聯系

            發布日期:2020-07-28 作者: 點擊:

            對滄州分布式電源體系結構的要求繼續擴展,超出了處理與低壓負載設備所需的高負載電流相關的配電問題的初始目標。對于某些應用來說,集中功率轉換仍然是一種成本效益高的解決方案,但還存在一些其他因素,如在面對更高的負載電流瞬變時需要更嚴格的監管、改進的EMI控制、專業的熱管理、復雜負載設備的電壓排序以及所需電壓的增加在一個板上,產生了大量的分布式電源解決方案。在考慮分布式電源的情況下,當今的系統工程師必須評估哪些可用選項合適。在實踐中,結果通常是多個分布式電源解決方案的組合。

            經典分布式電源

            原有的分布式電源模塊仍有大量需求。Brick是一種獨立的DC-DC轉換器,輸入電壓范圍在36-75伏之間,支持通信行業普遍使用的電池供電系統。磚的悠久歷史使它們幾乎成了商品。它們的可用性、產品范圍的范圍、供應商之間的兼容性以及對電力工程師的熟悉程度可以看出,它們在窄輸入電壓范圍的應用中得到了應用,其中大容量直流電壓通常為48 VDC。隔離轉換器有全、半、四分之一、八分之一和新的十六分之一磚形狀,標稱輸入電壓為12至48伏直流電,輸出電壓和電流范圍適合大多數應用。

            為任何給定系統選擇Z佳配電電壓是一個復雜的問題,涉及到產品設計的各個方面。硬件成本的考慮是既定的,然而,將產品概念從48伏的總線電壓更改為12伏的成本不僅僅涉及下游轉換器成本的差異。重復使用現有的電源設計可以節省工程成本并加快上市時間。如果現有產品的批量供應由于任何原因達不到新產品的要求,設計師應從已有的供應商處采購現有的新一代批量供應,以節省定制產品開發的時間和費用。使用標準的大功率產品進行設計提供了一個經過現場驗證的解決方案,通常可從多個供應商處獲得。

            如果不需要大容量電源提供的隔離,則通常可以使用非常便宜的非隔離負載轉換器(niPOL),其工作電壓為12伏。因此,通常使用12V,以管理較高的母線電流為代價。這已被證明適用于小于2000W的系統。根據分布式電源的基本原理,高功率系統使用更高的總配電電壓,從48伏到400伏。niPOL轉換器廣泛用于支持負載電流從5到20安培,在非常小的形狀系數,現代處理器電壓調節器模塊(VRMs)現在能夠在<1.3v的條件下輸出>100A的電流。

            FPA架構

            Vicor構想的一種新架構將河北分布式電源系統的功能構建塊重組為因子分解的功率架構(FPA)。該方案在一個獨立的固定比率轉換器之前使用一個預調節模塊,稱為電壓變換模塊,以創建一個可分布在系統卡或整個機箱上的可調節中間總線。功率密度通過高頻率轉換和非常有效的電路實現,提供了小尺寸的模塊,可采用BGA風格的封裝或標準的四分之一塊格式。雖然該系列產品的范圍遠遠超出了支持48V低壓配電系統的范圍,但通過將預調節器或電壓變換模塊并聯成Z佳的FPA解決方案,調節母線到輸出阻抗極低的下變頻器模塊的分配具有很大的靈活性應用范圍。

            滄州分布式電源

            中間總線體系結構

            IBA采用單總線隔離結構(IBA)和隔離式結構,可顯著降低成本。這種中間總線轉換器(IBC)以大于95%的效率運行,以固定的配電母線電壓比產生6到12伏的電壓。松散調節的中間總線電壓為niPOL轉換器提供策略性的跨系統卡。實施IBA可以在犧牲效率的前提下將轉換器成本降低一半。考慮到損耗現在分布在整個組件中,POL轉換器中的額外功耗通常很容易管理。

            IBA并發癥及解決方案

            在IBC和niPOL轉換器的簡單形式中,中間總線方案比傳統的單總線方案節省了大量的成本和尺寸。通常情況下,實施IBA并不是那么簡單。設計者可以選擇IBA來解決高負載瞬態、同一組件內ASIC的不同通電時序需求,或者簡化組件內的配電連接,其中一些問題不容易通過直接轉換方案解決。額外的niPOL成本以及相應的電源管理和監控硬件的增加侵蝕了系統成本的節省。在比較體系結構時,必須考慮整個電力系統,包括支持硬件。

            IBA在開發這些復雜的電源系統時,為了降低成本,IBA在設計和開發這些復雜的電源系統方面付出了巨大的努力。單芯片解決方案可提供多個轉換器的排序和監控、IBC的熱插拔功能,而一些公司則提供系統狀態通信和跨越隔離屏障的轉換器控制。在開發階段的早期,必須考慮這些增強的監督功能的成本,以清楚地了解與IBA相關的真正成本。

            一些設計人員喜歡用他們自己設計的基于離散模擬或微控制器的電路來實現監控功能。雖然這可能通過只提供必要的功能來實現某種程度的成本控制,但它確實需要額外的開發工作,并非所有開發團隊都具備專業知識或帶寬支持。考慮到這一點,電源管理解決方案提供商已投入大量精力,通過非常用戶友好的軟件包簡化其產品的編程和實現。

            IBA實現的簡化是一個方案,通過該方案,電源管理、監控和通信功能都包含在POL轉換器中。盡管可供選擇的電力公司有限,這種方法提供了電力系統設計的簡單性和速度,減少了開發工作。

            電力行業對二次采購的癡迷將使設計師對系統硬件的選擇變得復雜。高度集成的監控或全方面的電力系統控制可以使設計在短時間內曝光,但縮小了供應商選擇的范圍。離散解決方案提供了無/限的可擴展性和靈活性,以處理產品開發或產品增強過程中的設計更改,但需要額外的開發時間。高度集成的解決方案提供了軟件可配置的設計更改,并易于擴展到系統的設計極限。將高度集成的解決方案擴展到超出其限制的范圍,可能需要在硬件和開發工作上進行不成比例的投資,而不是用離散的解決方案來解決同一問題。仔細選擇河南分布式電源系統功能部件,將復雜度保持在Z低限度以滿足產品需求,避免為系統不需要的功能付費。

            硬件

            中間總線產品是功率轉換發展快的方面之一。在2004年前六個月內,IBA節省成本的功率級別已從不足200瓦轉變為超過350瓦。在2004年初,一個350瓦,4輸出,中間總線系統提供的空間節省少,并且成本比單一轉換方法高25%。考慮到中間總線轉換器的新發展,該系統目前可以由單個IBC支持。早在2004年1月,就需要多個IBC并行運行以支持電源需求。結果是,與使用規范磚產品的單總線方法相比,相同的350瓦系統現在可將成本降低25%。

            中間總線轉換器(IBC's)在各種各樣的應用中得到了實現,因此業界響應的IBC封裝采用八分之一,四分之一和一半磚型尺寸,并且具有垂直和水平方向。雖然Z佳解決方案可能是中間總線和單轉換架構的組合,但是對每種方案的體積,熱負荷,成本和效率進行比較分析將使設計人員尋求Z佳解決方案。


            本文網址:http://www.drbriandoyle.com/news/460.html

            關鍵詞:滄州分布式電源,河北分布式電源,河南分布式電源

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