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集同步整流和均流的次級電源控制器 提高CompactPCI電源的效率及性能
集同步整流和均流的次級電源控制器 提高CompactPCI電源的效率及性能
 更新時間:2008-8-18 10:13:28  點擊數(shù):24
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---用+5V轉換器作為例子,我們看一下電流均流電路是如何工作的,見圖6。
---(1) 當+5V轉換器的多個輸出端并聯(lián)時,每個+5V轉換器的電流共享引腳(Ishare)也要接在一起。這會使每個+5V轉換器的控制芯片(SC4910)得到相同的ISHARE電壓。
---(2) 因為每個轉換器都采用電流模式控制,所以當每個+5V轉換器的Vea相同時,它們的次級輸出電感會有相同的峰值電流。所以Vea值代表每個+5V轉換器上輸出電感的峰值電流。
---(3) 如果某一個+5V轉換器(轉換器1)的電流大于另一個+5V轉換器(轉換器2)的電流,轉換器1的Vea將會大于轉換器2的Vea。此時轉換器1的Vss就會下降,從而降低它的Vea直到它等于轉換器2的Vea。
---(4) 如果轉換器1失效,轉換器2的Ishare電壓將會重新調整到一個新的電平,以啟動其正常工作并和其他運行的轉換器共享電流。

---(5) 由于峰值主開關電流用于電流模式控制和電流均流控制,所以不需要用檢測電阻檢測次級電感平均電流。

---(6) 由于這樣的電流均流電路主要利用每個轉換器次級輸出電感上的峰值電流來控制電感上的平均電流(=轉換器輸出電流),每個轉換器輸出電感值之間的誤差會造成每個轉換器輸出電流的誤差。實驗結果顯示,重載時均流誤差一般在3%~7%之內。

定量損耗分析
---在這一部分,對傳統(tǒng)二極管整流cPCI電源(Non Syn)和同步整流cPCI電源(Syn.)作定量損耗分析。表5列出了傳統(tǒng)二極管整流和同步整流所選擇的一些功率器件。
---讓我們看一下一個200W 3U的傳統(tǒng)cPCI電源的功率損耗和用SC4910實現(xiàn)同步整流的同樣一個200W 3U cPCI電源的功率損耗。+5V和+3.3V轉換器都設計為典型40A最大負載,而+12V轉換器設計為典型7A最大負載。-12V輸出有很低的電流,這里不做分析。
---從圖7至圖9我們可以看出,同步整流轉換器的功率損耗比傳統(tǒng)二極管整流轉換器的要低很多。就+5V轉換器而言,傳統(tǒng)的轉換器僅在整流和冗余二極管上的損耗要比同樣的采用同步整流轉換器上的總損耗還要大。圖10進一步說明了這一點。在一個傳統(tǒng)整流轉換器中,整流二極管和冗余二極管功耗大約占總功耗的2/3。而在同步整流轉換器中,同步整流器和冗余MOSFET的功耗只占轉換器總功耗的1/3。
---圖11是200W和400W傳統(tǒng)非同步整流cPCI電源與同步整流cPCI電源的功耗和效率的對比圖。從中可以看出,400W的同步整流cPCI電源的功率損耗近似等于200W傳統(tǒng)二極管整流cPCI電源的功率損耗。因此,同樣是3U的機架,同步整流電源的輸出功率是傳統(tǒng)二極管整流電源輸出功率的兩倍。




結束語
---同步整流cPCI電源能夠在很大程度上降低功耗和提高效率。定量分析部分闡明了在相同的機架內,先進的同步整流cPCI電源的功率是傳統(tǒng)非同步cPCI電源功率的兩倍。SC4910的先進性能相對來說比較容易實現(xiàn)同步整流,它的電流均流功能滿足cPCI電源均流要求。

參考文獻
1 CompactPCI Power Interface Specification,PICMG2.11 R1.0.
2 SC4910 Datasheet,Semtech International AG.,http://www.semtech.com.
3 SC4250 Datasheet,Semtech International AG.,http://www.semtech.com. <!--

(Artesyn公司供稿)
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