采用同步整流和均流cPCI接口次级电源控制器提高通信电源性能
每个转换器都采用电流模式控制,所以当每个+5V转换器的Vea相同时, 它们的次级输出电感会有相同的峰值电流。所以 Vea 值代表每个+5V转换器上输出电感的峰值电流。
(3) 如果某一个 +5V转换器(转换器1)的电流大于另一个+5V转换器(转换器2)的电流,转换器1的Vea将会大于转换器2的Vea。此时转换器1的Vss就会下降,从而降低它的Vea直到它等于转换器2的Vea。
(4)如果转换器1失效,转换器2的Ishare电压将会重新调整到一个新的电平以启动其正常工作并且和其它运行的转换器共享电流。
(5)由于峰值主开关电流用于电流模式控制和电流均流控制,所以不需要用检测电阻检测次级电感平均电流。
(6)由于这样的电流均流电路主要利用每个转换器次级输出电感上的峰值电流来控制电感上的平均电流(等于转换器输出电流), 每个转换器输出电感值之间的误差会造成每个转换器输出电流的误差。实验结果显示重载时均流误差一般在3% 到 7% 之内。
定量损耗分析
下面我们对传统二极管整流cPCI电源(Non Syn)和同步整流cPCI电源(Syn.)作定量损耗分析。让我们看一下一个200W 3U的传统cPCI电源的功率损耗和用SC4910实现同步整流的同样一个200W 3U cPCI电源的功率损耗。+5V和+3.3V转换器都设计为典型40A最大负载,而+12V转换器设计为典型7A最大负载。-12V输出有很低的电流,这里不做分析。
从图6(a-c)我们可以看出,同步整流转换器的功率损耗比传统二极管整流转换器的要低很多。就+5V转换器而言, 传统的转换器光在整流和冗余二极管上的损耗要比同样的采用同步整流转换器上的总损耗还要大。图7进一步说明了这一点。在一个传统整流转换器中,整流二极管和冗余二极管功耗大约占总功耗的2/3。而在同步整流转换器中,同步整流器和冗余MOSFET的功耗只占转换器总功耗的1/3。
图8是200W 和 400W传统非同步整流cPCI电源与同步整流cPCI电源的功耗和效率的对比图。从中可以看出,400W的同步整流cPCI 电源的功率损耗近似等于200W传统二极管整流cPCI电源的功率损耗。因此,同样是3U的机架,同步整流电源的输出功率是传统二极管整流电源输出功率的两倍。
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