开关电源转换器分布电源

为通信、计算机、舰艇、人造卫星、宇宙飞船及工业、交通等部门提供各种可以调节的、稳定可靠的电源是开关电源的一个重要应用。

就通信电源系统来说，所需的直流电源类型是多种多样的，如直流48V、12V、5V、3V、1V等，以及交流电压和不同频率的铃流电源。早期采 用集中式电源结构(Centralized PowerArchitecture)，将220V交流电经过AC/DC整流转换器直接转换成5V直流，这样需要有5V的直流母线，并 且由于电压低，母线电流很大，电压损失和电路损耗也较大，为此9改用分布式电源结构(Distributed Power Architecture)代替集中式电源结 构，就可以避免上述问题的产生。

分布式电源结构是通过250～425V/48V DC/DC转换器和48V母线电压，供电给负载板(Board)，再通过板上(ON board)若干个并联的薄型DC/DC 转换器，将48V转换为负载所需的3～5 V。一般，DC/DC转换器的功率密度可达100W/in3，效率90%，并且应当是可以并联的。分布电源系统适 合于用做超高速集成电路组成的大型工作站(如图像处理站)，大型数字交流系统等的电源，其优点是可以实现DC/DC转换器组件的模块化;容易 实现N+1功率冗余，提高系统的可靠性;易于扩增负载容量;可以降低48 V母线上的电流和电压降;容易做到热分布均匀，便于散热设计;瞬 态响应好，可以在线更换失效的模块等。

分布式电源系统有以下两种结构类型。

1)两级结构

由前端(Front End)转换器和负载点(Point Of Load，POL)转换器组成，前端转换器输出48V，通过48V母线供电给若干个并联的隔离式POL转 换器或负载转换器。当负载是微处理器时，供电的DC/DC转换器称为电压调节模块(Vo1tage Regulator Modu1e，VRM)，其输出电压可能更低， 如5V、3V、1V等。

2)三级结构

由前端转换器、中间母线(Intermediate Bus)转换器和负载转换器三级组成，48V母线供电给隔离式(Isolated)中间母线转换器，输出12V，再由12V中间母线供电给若干个并联的非隔离式(Non-isolated)负载转换器或VRM，输出负 载所需的电压。

据美国Synqor公司报道，采用三级分布电源结构，成本比两级分布电源结构降低一半，每级转换器都可以由多个转换器并联组成，通过均流 控制，使各并联模块平均分担负载功率。

前端转换器包括AC/DC整流器、PFC功率因数校正转换器，输出400V直流，和DC/DC转换器(输出48V直流)，负载转换器是标准模块结构，对模 块的技术要求是：高效、高功率密度，输出电压调节范围宽、工作温度范围宽、有限流保护等。