MicroTCA 电源系统设计中必备的要素：性能，成本和可靠性

足备份需求。

                     图4 － MicroTCA 架构概览（红色部分为部分电源系统）

                              图5 － 包含AMC 模块和电源模块的MicroTCA 机架

MicroTCA 的规范提供了非常清晰的对于使用电源模块的目的和功能描述：“MicroTCA 电源模块实现从输入电压到12V 电压变换，给每个AMC 模块提供有效载荷电源。AMC 模块所需的3.3V 管理电源同样由电源子系统提供。电源模块的电源控制逻辑表现为时序控制，保护和隔离功能。电源子系统是由载板管理器所控制的，它确保在每个电源通道使能之前有足够的电源功率去驱动。”“电源模块同样包含了必要的监控功能以管理电源子系统。它们有检测AMC，MCH 和冷却模块存在，以及给每个电源分支上电的电路。电源模块还要监控每一支路的电源质量并确保它们不过载。如果配置了一个冗余电源模块，当主电源模块失效时，冗余电源模块将自动担负起其的供电备份功能。”电源模块需担负起最多为12 个AMC 模块的有效载荷和管理部分器件供电，还要能为最多2 个冷却模块和两个MCH 模块供电。因而，许多电源模块被设计为能最多支持16 路电源通道，或当有效载荷和管理部分电源分开时最多支持32 路通道。

很明显的是许多功能被集成到了电源模块中，因而它当然成为MicroTCA 系统中最重要的单元之一。相较于把电源模块只是简单看成小封装的，存在于ATCA 载板中的电源元件，它其实包含了更多电源和控制功能。显而易见，电源模块的设计会极大地影响整个系统地效率和可靠性。

在本文的余下内容将重点介绍电源模块的情况。首先描述了所有的功能和分，然后是一些重要的设计细节讨论。图5 展示了电源模块是如何在MicroTCA 机架中集成的。系统中有两个电源模块，它们分别位于首层机架的左边和右边。直流电源输入是在前面板通过连接器连接到电源模块的，12V 和3.3V 输出电源是在电源模块后部同MicroTCA 背板相联接的。

　　4. MicroTCA 电源模块概览

MicroTCA 要求电源模块具有很多重要的功能，包括：
　　· “或”输入电源
　　· 针对输入电源浪涌保护的热插拔控制
　　· 输入电源滤波
　　· 电源保持电容
　　· 48V 到12V 的直流/直流变换（有效载荷电源）
　　· 输入到输入隔离
　　· 12V 到3.3V 变换（管理电源）
　　· 输出电源分配
　　· 针对多个AMC 模块，冷却模块和MCH 模块的热插拔控制
　　· 输出电源的监控和控制
　　· 输出电源保护电路

从大型的ATCA 载板到相应的小MicroTCA 电源模块，其中合并了电源电路和系统级的控制/管理功能，意味着对于整个系统的成功，电源模块的设计，表现和可靠性起到了关键性的作用。图6 是一个框图，展示了一个典型的MicroTCA 电源模块内部的情况。大多数的功能同一个ATCA 载板的电源系统是相似的，但也有一些区别。

在ATCA 架构中，有一个电源输入模块（PEM），在电源被分配到载板之前，这个模块提供了一些输入电源允许和保护功能，包含瞬态保护和滤波。在MicroTCA 架构中，并没有PEM模块。因此“纯”直流输入电源是直接通过电源模块前面板的连接器输入电源模块的。这就意味着所有PEM模块的功能必须包含在每个电源模块中。ATCA 载板包含有对于－48V 输入的保险丝。在MicroTCA 中，保险丝被典型地用在电源分配单元中，对于每个通过电缆从电源模块前部供电的支路提供熔丝保险。因而，通常在电源模块内部并不需要保险丝。另外，前端功能同ATCA 是十分相似的，也有“或”二极管，EMI 滤波，瞬态电流抑制和保持电容。当ATCA 总是必须包含两路冗余－48V 输入时，MicroTCA 有时可配置一路输入，有时配置两路冗余输入。

电源模块包含了一个单路的－48V到12V的隔离直流/直流转换器，这点同ATCA是相似的。但是它的功率段提升到了600瓦。从12V变换到低压的一个负载点电源是用来产生管理部分的电源。另外在AMC模块内部的负载点电源是用来进行12V到低压的转换以给有效载荷供电。