MicroTCA 电源系统设计中必备的要素：性能，成本和可靠性

4V。既然允许负载模块工作在这个电压范围内的任一点，对于非冗余系统来说，12V直流/直流变化器的输出精度可以是正负10％。在冗余系统中，这就是一个挑战了。为了使主电源模块和冗余电源模块电压保持压差又不重合，同时又都必须满足AMC模块规定的电压允许范围，因此对于主电源模块的电压精度范围就为12.25V到12.95V，而冗余电源模块的电压精度范围为11.6V到12.0V。这个精度范围包含了源和负载调整率以及温度调整率。这意味着在冗余系统中，电源模块内的直流/直流变换器的电压精度范围只能是正负2％。输出电压精度范围从正负10％变化到正负2％，对于变换器的设计有极大的影响。

在这个研究项目中并没有重新设计这个变换器以量化体现这个影响，但通过对两种不同类型的爱立信电源模块作对比可以得出一些概念化的结论。

图15和图16总结了两种电源模块的一些参数特性，它们的输入电压范围基本一致，输出电压都是12V。它们基本上是同时代的产品，在效率的功率密度方面基本上是业界的领先者。它们的形状和尺寸几乎是一样的。PKM4304B模块只有前馈环而没有反馈环，因此是半稳压的。这样可以简化控制电路部分的设计，但如图所示输出电压会有跌落。额外的空间节省可以用来加强功率部分，从而导致这个模块可以输出380瓦，同时达到高效95.3％。这个模块并不是为了冗余应用而设计的，应作为标准的中间母线电源模块。

                                图15 － 有反馈环和无反馈环的模块性能比较

                     图16 － 性能参数小结

PKM4213C模块，物理尺寸是相同的，由于有输出电压反馈电路是其输出精度可达正负2.5％，适合在作为冗余系统应用的电源模块内使用。当然达到这个性能也是有代价的，效率只有93.3％，比PKM4304B模块低。由此我们可以得出结论，在冗余系统中使用的电源模块，其功耗会比非冗余系统使用的电源模块高。其产品封装的功率密度将是一个挑战。

当新技术出现后，上述数字结果当然会随之发展。但事实是，需要维持更精确的输出电压精度，必然在直流/直流变换器内需要额外的控制电路，这将影响电源的功率密度和效
率。

5.4 双输入备份

事实上，MicroTCA独特的物理结构决定了它可以通过对直流/直流变换进行冗余设计，以加强系统的实用性。其他基于在背板上提供－48V母线类型的系统往往利用了对－48V进行冗余，但在每个载板内只有一个48V到低压的直流/直流变换器。这个直流/直流变换器就表示它是一个没有冗余备份的单点故障源。从成本和单板空间角度来看，在每个载板内再提供另外一个直流/直流变换器是不可行的，因为这样的化系统中的每个载板都要进行这样的复制。

MicroTCA提供了一个灵巧和有效的方法来解决这个难题。通常MicroTCA系统机架被设计成可以放置两个电源模块。如果每一个电源模块的输入来自于不同的－48V源，这样电源模块就很容易进入冗余管理模式，这样对于任一路－48V源故障，以及系统中所有AMC模块所需的功率变换和控制功能，都有了完整的冗余备份。

可以很容易的通过增加一个额外的电源模块来实现，胜于在系统中使用多个直流/直流变换器的方法。这就给了OEM制造商一个机会，在较小的空间和合理的增加成本下，可以使MicroTCA系统成为完全意义上的电源备份系统。需要强调的是－48V背板备份重要性只是用来解释架构的不同。真正的系统级的可靠设计绝不能拿这个例子一个直流/直流变换器对应一块板来作为例子。对于在MicroTCA进行冗余设计的讨论有助于澄清可行的系统设计方案。另外一个非常重要的要点是能提供电源输入源冗余并不意味着电源模块必须包含支持电源双输入的能力。

一个通用的支持双电源输入的系统如图17所示。在这个系统中，机柜和机架都支持双输入。问题是如何利用好这些双输入功能。有三种可能性如下：
　　· 一个带双输入的电源模块
　　· 两个冗余备份的单输入电源模块
　　· 两个冗余备份的双输入电源模块

一个带双输入的电源模块－这是一个非冗余电源模块的方案，单一电源模块支持整个机架的