本文介紹了低功耗技術(shù)的現(xiàn)代分布式電源架構(gòu)。它討論了 AC/DC 前端電源、中間總線架構(gòu) (IBA) 和非隔離負(fù)載點(diǎn) (niPOL) DC/DC 轉(zhuǎn)換器，以及 Mouser 如何致力于將所有這些結(jié)合在一起幫助設(shè)計(jì)人員為分布式電源架構(gòu)的設(shè)計(jì)提供構(gòu)建模塊。
    在當(dāng)代電信、數(shù)據(jù)通信、醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用中，如何從墻壁電源或主電源向負(fù)載供電？曾經(jīng)有一段時(shí)間，主要的電源架構(gòu)由集中式電源單元組成，該單元通過(guò)電纜和供電母線網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)系統(tǒng)中分配電力，但隨著電源需求的變化，系統(tǒng)電源拓?fù)湟舶l(fā)生了變化。由于功耗不斷增加、半導(dǎo)體器件的電壓水平要求越來(lái)越低，以及需要更好的電源性能來(lái)支持?jǐn)?shù)字處理技術(shù)，再加上電力電子制造商提供的先進(jìn)產(chǎn)品，如今正在實(shí)施更復(fù)雜的配電架構(gòu)?，F(xiàn)代分布式電源架構(gòu) (DPA) 可以將熱量集中分散到整個(gè)系統(tǒng)，在極低電壓下支持大電流，并對(duì)快速變化的負(fù)載提供出色的瞬態(tài)響應(yīng)。其他優(yōu)點(diǎn)包括靈活地增加電壓或電流要求，以及在一個(gè)負(fù)載點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)繼續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行的能力?？紤]到成本效益、尺寸和高效率的總體目標(biāo)，當(dāng)今卓越的 DPA 可分為三個(gè)主要考慮領(lǐng)域（圖 1）——交流/直流前端電源、負(fù)載點(diǎn)直流/直流轉(zhuǎn)換器，以及介于兩者之間的中間總線架構(gòu) (IBA)。讓我們仔細(xì)看看每個(gè)區(qū)域的功能，并研究一些可用于支持設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品。支持極低電壓下的高電流，并對(duì)快速變化的負(fù)載提供出色的瞬態(tài)響應(yīng)。其他優(yōu)點(diǎn)包括靈活地增加電壓或電流要求，以及在一個(gè)負(fù)載點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)繼續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行的能力?？紤]到成本效益、尺寸和高效率的總體目標(biāo)，當(dāng)今卓越的 DPA 可分為三個(gè)主要考慮領(lǐng)域（圖 1）——交流/直流前端電源、負(fù)載點(diǎn)直流/直流轉(zhuǎn)換器，以及介于兩者之間的中間總線架構(gòu) (IBA)。讓我們仔細(xì)看看每個(gè)區(qū)域的功能，并研究一些可用于支持設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品。支持極低電壓下的高電流，并對(duì)快速變化的負(fù)載提供出色的瞬態(tài)響應(yīng)。其他優(yōu)點(diǎn)包括靈活地增加電壓或電流要求，以及在一個(gè)負(fù)載點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)繼續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行的能力。考慮到成本效益、尺寸和高效率的總體目標(biāo)，當(dāng)今卓越的 DPA 可分為三個(gè)主要考慮領(lǐng)域（圖 1）——交流/直流前端電源、負(fù)載點(diǎn)直流/直流轉(zhuǎn)換器，以及介于兩者之間的中間總線架構(gòu) (IBA)。讓我們仔細(xì)看看每個(gè)區(qū)域的功能，并研究一些可用于支持設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品。其他優(yōu)點(diǎn)包括靈活地增加電壓或電流要求，以及在一個(gè)負(fù)載點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)繼續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行的能力。考慮到成本效益、尺寸和高效率的總體目標(biāo)，當(dāng)今卓越的 DPA 可分為三個(gè)主要考慮領(lǐng)域（圖 1）——交流/直流前端電源、負(fù)載點(diǎn)直流/直流轉(zhuǎn)換器，以及介于兩者之間的中間總線架構(gòu) (IBA)。讓我們仔細(xì)看看每個(gè)區(qū)域的功能，并研究一些可用于支持設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品。其他優(yōu)點(diǎn)包括靈活地增加電壓或電流要求，以及在一個(gè)負(fù)載點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)繼續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行的能力?？紤]到成本效益、尺寸和高效率的總體目標(biāo)，當(dāng)今卓越的 DPA 可分為三個(gè)主要考慮領(lǐng)域（圖 1）——交流/直流前端電源、負(fù)載點(diǎn)直流/直流轉(zhuǎn)換器，以及介于兩者之間的中間總線架構(gòu) (IBA)。讓我們仔細(xì)看看每個(gè)區(qū)域的功能，并研究一些可用于支持設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品。當(dāng)今卓越的 DPA 可分為三個(gè)主要考慮領(lǐng)域（圖 1）——AC/DC 前端電源、負(fù)載點(diǎn) DC/DC 轉(zhuǎn)換器以及經(jīng)常出現(xiàn)在兩者之間的中間總線架構(gòu) (IBA)。讓我們仔細(xì)看看每個(gè)區(qū)域的功能，并研究一些可用于支持設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品。當(dāng)今卓越的 DPA 可分為三個(gè)主要考慮領(lǐng)域（圖 1）——AC/DC 前端電源、負(fù)載點(diǎn) DC/DC 轉(zhuǎn)換器以及經(jīng)常出現(xiàn)在兩者之間的中間總線架構(gòu) (IBA)。讓我們仔細(xì)看看每個(gè)區(qū)域的功能，并研究一些可用于支持設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品。

  

    采用中間總線架構(gòu)的分布式電源架構(gòu)
    AC/DC前端電源
    在托馬斯·愛(ài)迪生、尼古拉·特斯拉和喬治·威斯汀豪斯的時(shí)代，關(guān)于公用事業(yè)輸配電的交流電與直流電的爭(zhēng)論已經(jīng)結(jié)束，交流電因長(zhǎng)距離傳輸損耗較低而勝出。然而，當(dāng)今的電子產(chǎn)品主要是直流驅(qū)動(dòng)的，因此需要將墻上提供的典型 80 至 265 V、50 或 60 Hz 交流單相波形轉(zhuǎn)換為有用的直流電源。前端 AC/DC 轉(zhuǎn)換的概念本身相當(dāng)簡(jiǎn)單；您可以通過(guò)使用變壓器將高壓交流線路電源降低到更易于管理的電壓，通過(guò)橋式整流器運(yùn)行低壓正弦交流電（0 VDC 值）以產(chǎn)生具有直流電壓值的駐波來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的等于交流幅度，并添加一個(gè)大電容器來(lái)平滑電壓。然后，平滑后的電壓通過(guò) DC/DC 轉(zhuǎn)換器，為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的直流總線電壓。AC/DC 前端的典型輸出電壓對(duì)于電信系統(tǒng)為 48V，對(duì)于數(shù)據(jù)通信服務(wù)器為 12V 和 24V，對(duì)于某些數(shù)據(jù)通信和服務(wù)器甚至為 400V DC（來(lái)自歐洲部分地區(qū)可用的三相 400V 交流輸入）。醫(yī)用器材。
    中間總線架構(gòu) (IBA)
    IBA 基本上是一種多級(jí) DPA，因?yàn)樗谇岸穗娫春?POL 轉(zhuǎn)換器之間插入了另配電。它在過(guò)去十年中不斷發(fā)展，努力提高效率，同時(shí)節(jié)省 DPA 的成本和空間。傳統(tǒng)電信 DPA 可能已將 -48V 背板電壓分配給每個(gè)架子/線卡陣列，每個(gè)線卡都帶有板載隔離 DC/DC 模塊以支持負(fù)載所需的所有電壓，而 IBA 則取代了多個(gè)隔離 DC/DC具有與非隔離負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器 (niPOL) 結(jié)合使用的單個(gè)中間總線轉(zhuǎn)換器 (IBC) 的模塊。IBC 的工作是提供的中間總線電壓，例如來(lái)自 48 V 配電總線的 12 V 電壓，以及電氣隔離。
    非隔離負(fù)載點(diǎn) (niPOL) DC/DC 轉(zhuǎn)換器
    憑借 AC/DC 前端提供的基本隔離和 IBA 中 IBC 提供的完全隔離，小型且經(jīng)濟(jì)高效的 niPOL 可用于為負(fù)載供電。這些 DC/DC 轉(zhuǎn)換器需要應(yīng)對(duì)現(xiàn)代 DSP、FPGA 和 ASIC 所產(chǎn)生的 POL 電壓日益降低和電流急劇上升的趨勢(shì)，以滿足更嚴(yán)格的調(diào)節(jié)和更低的噪聲性能的要求。幸運(yùn)的是，電路板設(shè)計(jì)人員可以選擇多種形式的線性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，甚至是兩者結(jié)合的產(chǎn)品。
    如果可能，選擇線性穩(wěn)壓器直接為信號(hào)調(diào)節(jié)和信號(hào)處理組件供電。所有穩(wěn)壓器都會(huì)產(chǎn)生噪聲，但與 DC-DC 轉(zhuǎn)換同類開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器相比，線性穩(wěn)壓器本質(zhì)上產(chǎn)生的噪聲要少。線性穩(wěn)壓器還可以提供良好的電源紋波抑制 (PSRR)。饋入線性穩(wěn)壓器輸入的任何開(kāi)關(guān)模式電源的開(kāi)關(guān)頻率下的高 PSRR 規(guī)格將有助于衰減開(kāi)關(guān)噪聲，使其不會(huì)引入信號(hào)鏈并導(dǎo)致干擾問(wèn)題。這種技術(shù)稱為后調(diào)節(jié)。可能需要額外的濾波來(lái)抑制高頻噪聲，因?yàn)?PSRR 在較高頻率下終會(huì)下降至 0dB。