除了被廣泛應用的高效率,小尺寸單路輸出供電之外,我們近期配合客戶利于CUS600M電源為基礎平臺,輔助TDK-Lambda高效率大電流輸出模塊電源產品,并利用CUS600M內建有趣而實用的功能來實現(xiàn)醫(yī)療等級的高效率,高可靠性和長壽命設計的ATX供電方案。
醫(yī)療級高效率、高可靠性ATX供電方案框圖如圖一所示:
圖一
從圖一可以看出整個供電方案為高效率CUS600M-12和高可靠性大電流輸出PML系列模塊電源兩級組成。其中前級CUS600M效率高達96%,其自身發(fā)熱要遠遠低于同等功率等級的傳統(tǒng)醫(yī)療ATX電源產品。后級為96%轉換效率的高可靠性大電流DC-DC模塊電源PML系列,負責將12V分別轉換為5V和3.3V低壓供客戶主板使用。另外還有部分小功率DC-DC板載模塊電源負責信號部分供電。利用CUS600M-12內建的5V 2A輔助電源,PG (Power Good)和遙控開關機功能,搭配簡單采樣比較電路即可輕松實現(xiàn)輸出的時序邏輯控制。
圖二顯示高效率ATX方案兼容傳統(tǒng)ATX結構設計。其整體外觀布局,結構安裝孔等均和原有傳統(tǒng)醫(yī)療ATX電源產品保持一致。
圖二
考慮到ATX電源實際裝配在客戶設備內部,為了節(jié)約鈑金、絕緣片和安裝成本,初步嘗試省略上蓋板,并根據實際工作狀況做熱仿真。半開放式結構優(yōu)缺點和熱仿真結果如圖三所示:
圖三
從圖三可以看出采用L型底板結構的半開放式設計,其通過電源產品的有效通風量有所下降,導致電源內部關鍵元件,例如輸出電容等相對溫升偏高,降低產品的預期壽命。圖四為封閉式設計結構的優(yōu)缺點分析和相應熱仿真試驗結果。雖然材料和裝配成本有所上升,但內部關鍵元件溫度下降,明顯延長產品預期壽命。這與醫(yī)療級整體ATX方案所追求的目標保持一致。
圖四
圖五部分為醫(yī)療級ATX整體供電方案對比與小結。與原始方案相比,基于CUS600M的醫(yī)療ATX方案在系統(tǒng)轉換效率、實際可用功率、工作溫度范圍、平均無故障間隔時間(MTBF)和待機功耗等多個角度要遠遠勝過傳統(tǒng)醫(yī)療ATX方案。新的供電方案整體功率損耗僅為原始方案的18%,這將大大降低客戶系統(tǒng)內部熱設計壓力,利于客戶工程師進一步優(yōu)化其自身散熱和系統(tǒng)靜音設計。
圖五
審核編輯:郭婷
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