電源設(shè)計的發(fā)展方向

1、電源設(shè)計的發(fā)展方向一一分布式電源設(shè)計摘要：山于開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展，使得分布式電源設(shè)訃成為可能，在控制系統(tǒng)中采 用分布式電源的設(shè)計思想,對于提高系統(tǒng)的可靠性有十分重要的意義，同時可使 控制系統(tǒng)設(shè)訃人員將主要工作集中到系統(tǒng)本身的設(shè)計上。關(guān)鍵詞:分布式電源，報警系統(tǒng)，控制系統(tǒng)一 現(xiàn)代電源的發(fā)展為分布式電源設(shè)計提供了可能現(xiàn)在，人類社會已由工業(yè)社會 進(jìn)入信息社會，并已經(jīng)向知識經(jīng)濟(jì)的時代邁進(jìn)，電子工業(yè)的發(fā)展更是日新月異。而 自從80年代以來，電子產(chǎn)品更是朝著輕便、微小型化方向發(fā)展，有力地推動了電 子元件向輕小型、多功能、高可靠性及長壽命的方向發(fā)生變革。同時由于電子工 業(yè)在技術(shù)上、工藝上的進(jìn)步，以及ASIC

2、(專門集成電路)設(shè)計方法的成熟,各種片 式元器件已經(jīng)大量生產(chǎn)，并導(dǎo)致了電子丄業(yè)第四代組裝技術(shù)的革命，即表面裝組 技術(shù)(SMT)的出現(xiàn)。同樣作為電子產(chǎn)品的一個重要組成部分一一電源，也成為是這 場革命的受益者,尤其是從傳統(tǒng)的線性電源到現(xiàn)代的開關(guān)電源原理的提出，電源 工業(yè)發(fā)生了質(zhì)的變化。在開關(guān)電源原理的基礎(chǔ)上，將一個完整的電源系統(tǒng)通過高 效率的設(shè)計及高密度的安裝技術(shù)封裝在一個較小的空間內(nèi)，其體積、重量大大減 小，工作效率、可黑性大大提高,從而使電源模塊化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化成為現(xiàn)實。 因此我們可以將其作為一個類似電阻的簡單元器件來使用，直接安裝到電路板上, 無須或只須加一些少量的元器件即可完成向系統(tǒng)供電

3、。因此這種電源為我們進(jìn)行 系統(tǒng)設(shè)計提供了方便，同時顯著地減少了所占電路板和系統(tǒng)設(shè)備的空間，減輕了精品資料推薦產(chǎn)品的重量和體積;另外山于其效率高（模塊化開關(guān)電源效率一般都有80%以上， 而線性電源一般只有35%40%）,整個產(chǎn)品系統(tǒng)的溫升得到大大降低，從而使得 系統(tǒng)的可靠性得到大大提高。正是由于其小體積、高效率、高可靠性，使得模塊 化分布式電源在系統(tǒng)工程中的應(yīng)用成為可能。LI前市場上所有的模塊化電源種類 繁多，規(guī)格從2V48V,輸出功率從兒十瓦到兒千瓦，選擇的余地非常大，性能也 非常優(yōu)越，許多廠家的模塊化電源產(chǎn)品已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，并且符合國際上 的相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如E0S公司生產(chǎn)的基于零電

4、壓、零電流技術(shù)VLT100系列產(chǎn) 品，大小為3X5X 1英寸，功率可到100W,符合UL、CSA、VDE和CE標(biāo)準(zhǔn)。在開關(guān) 電源設(shè)訃中，有80%以上的產(chǎn)品基本上是按照用戶的要求來研制的，一般來說，U 前在消防領(lǐng)域中所使用的電源系統(tǒng)也基本上山專業(yè)的電源廠家來提供，即定制電 源。而實際應(yīng)用中消防產(chǎn)品生產(chǎn)廠家提供客戶的產(chǎn)品則要根據(jù)實際的工程需要來 設(shè)計，一般來說，工程的不同，設(shè)計上有較大的差別,尤其是在系統(tǒng)的配置上的差 別很大，而系統(tǒng)配置的這種差別對電源的要求也相應(yīng)發(fā)生改變。U前大部分廠家 主要采用的是大馬拉小車的辦法來克服這個問題，即無論什么樣的丄程都采用余 量較大的電源來供電，很顯然，這種設(shè)計方

5、法并不合理。山于開關(guān)電源設(shè)計對模擬 技術(shù)和高頻技術(shù)都有較高要求，如果根據(jù)不同工程應(yīng)用要求來設(shè)計相應(yīng)規(guī)格的電 源需要花費大量的人力、物力、財力,而且現(xiàn)代消防工業(yè)曲于新技術(shù)的應(yīng)用使得 產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，在這種情況下仍然采用傳統(tǒng)的設(shè)計思想、設(shè)計方法則得 不償失。為了解決這一問題，我們提出模塊供電分布式電源的設(shè)計方案。二、模塊分布供電電源的優(yōu)點所謂模塊分布式供電方式是,系統(tǒng)山前端的整流電 路提供直流高壓電源（36V48V）,再根據(jù)負(fù)載的各個功能塊,分別用DC-DC變換， 將前級提供的直流電壓變換為各個功能塊所需要的電壓（248V）。而傳統(tǒng)的集中精品資料推薦供電電源，則是在前端集中輸出負(fù)載所需要的各

6、種電壓，向負(fù)載印刷板供電。傳統(tǒng) 的供電方案如圖一所示。而模塊分布式電源方案，其中各個電壓單元可以根據(jù)具 體情況增加響應(yīng)的模塊，例如當(dāng)不同的功能模塊上同時需要5V電壓時，我們不再 采用傳統(tǒng)的一個統(tǒng)一 5V的供電方式，而是對不同的模塊分別提供一個5V的電源。 U前在世界上開關(guān)電源占整個電源的比例越來越大，而其中定制電源所占的比例 較大,但是從發(fā)展過程定制電源解決方案，模塊分布電源解決方案來看，近年來 定制電源的發(fā)展趨向平穩(wěn),而采用模塊化的電源每年以兩位數(shù)的速度增長。與集 中電源相比，由于其結(jié)構(gòu)的不同，分布式電源有許多有優(yōu)點。1.供電電壓不同。例 如一個報警系統(tǒng)印刷板需要lkW的功率，電圧為5V,如

7、果采用集中供電，則印刷板 上的線路輸入端口需要通過200A的電流，同時要求電路板的布線有足夠的厚度 和寬度以滿足需求；如果采用分布式供電方式，電流可以大大的減少，因為對于同 樣的負(fù)載電路采用48V電壓供電，流過的電流只有20A左右，只有前者的十分之一, 可以使用較細(xì)的印刷板線路和較小的接線端子。2.電壓變化不一樣。山于集中供 電電源的線路上的電流過大，從而使得線路上的壓降較大，對于不同位置的負(fù)載， 其上的供電電壓變化較大,這將對系統(tǒng)的信號傳輸產(chǎn)生不良的影響。對于分布式 電源則沒有這樣的問題，因為采用分布式電源供電的系統(tǒng)，各個模塊上提供給負(fù) 載的電壓只與模塊本身有關(guān)?，F(xiàn)在市場上所提供的DC-DC

8、模塊完全能夠滿足要求, 一般模塊電源的廠家提供的電源都已標(biāo)準(zhǔn)化，模塊的穩(wěn)定性、可靠性、一致性都 較好。3.系統(tǒng)性能不一樣。對于集中電源，一旦電源發(fā)生故障，會使得整個系統(tǒng)癱 瘓,其至?xí)ο到y(tǒng)產(chǎn)生致命的破壞，例如山于某種原因使得輸出電圧升高,則有可 能使印刷板上所有的芯片都暴露在同一電壓下而損壞;對于分布式電源,因為各 個模塊相對獨立,相互之間影響比前者小得多，即使其中某個模塊損壞，也不會對精品資料推薦其他部分產(chǎn)生影響，并且這種供電方式對系統(tǒng)維護(hù)帶來了極大的方便。此外分布 供電方式還有如下的優(yōu)點：（1）負(fù)載數(shù)量容易擴(kuò)展，現(xiàn)代消防系統(tǒng)模塊式的設(shè)計、 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計已經(jīng)形成趨勢,而供電電源的模塊化更有實際意義，有利于系統(tǒng)功能 的擴(kuò)展。（2）DC-DC變換器模塊分散裝置，便于散熱，一般變換模塊本身功耗較小, 分散分布無須增加散熱裝置。另外也可以增強(qiáng)抗震性和抗沖擊性。（3）由于每個 模塊的功耗較小,為保證電壓穩(wěn)定而采用的調(diào)壓電容可以使用較小容量。從設(shè)訃 的