ATCA,又称先进通信计算机体系架构,是PICMG开发的业内最新的开放标准之一,主要是为了解决电信系统目前主要面临的系统带宽问题、高可用性问题、现场升级问题、可扩展性问题、可管理性问题以及可互操作问题,并最终降低成本.
PIM200是泰科电子推出的用于ATCA电路板的电源输入模块,整合了ATCA PICMG3.0标准要求的各种特性.它为ATCA电路板提供了一个完整的电源管理方案.与通常的分立元器件设计方案相比,PIM200作为一个独立模块,不但可以有效降低ATCA电路板中的电源方案占用面积,同时可以大大节省电源方案总成本和新产品上市时间.
PIM200最大输出200W,无铅环保,输入电压范围-38V到-75V,既支持ATCA PICMG 3.0标准中定义的过流保护、双路切换、EMI滤波(Class B CISPR等级)、热插拔、欠压/过压保护等各种功能,同时可以提供A/B输入断路告警,外置储能电容的72V充电电压,隔离的3.3V(或者5V)辅助电压.
典型应用电路
通常基于分立元器件的电源设计方案,在布板、调试、测试和可靠性论证等各个设计环节均需要耗费大量的时间,尤其是EMI器件的选择和摆放等关键问题只有在整个线路板设计完成后才可能确定.与此相比,PIM200模块则内置EMI滤波功能,从而使得ATCA线路板的电源设计变得异常简单.如图2的电路拓扑所示,利用PIM200模块附加极少量的外部元器件,就可以实现ATCA电路板电源管理和调节设计.其中,储能电容与滤波电容分离,从而有效地减少了场效应晶体管(FET)启动过程中热插拔的应力.
系统级优点
为满足ATCA所规定的严格的动态响应要求,一般的基于分立元器件电源方案需要采用6,000(F/100V的储能电容.在新方案中,由于采用PIM200模块提供的72V稳压充电,1,500(F/80V的储能电容即可满足要求,同时有效地降低了电容放电过程中的漏电阻.另外,相对于普通的OR'ing二极管双路切换设计,PIM采用了NFET OR'ing双路切换设计,可以提供更好的有效载荷和高达97%的转换效率. PIM200模块同时提供了一路独立的8W辅助管理电源,集成告警功能,当输入断路和保险丝熔断时立即提供告警信号.此外,输入过流控制和热插拔功能亦非常便于设计人员在线升级各业务单板.PIM200模块同样适用于非ATCA的应用环境.
推荐的电源架构
对于功率大于100W的ATCA单板,建议采用中间总线电源架构(IBA).IBA方案可以提供更好的灵活性、效率、总成本;与传统的电源方案相比,IBA方案可以使单板的电源总成本降低50%,开发周期也大大缩短.由于采用相对较高的总线电压,IBA方案可以有效降低线路损耗,优化热特性.在有多路不同电压需求的环境中,IBA方案可以为非隔离产品的选择提供最大程度的灵活性和可宽展性.
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