除了被广泛应用的高效率,小尺寸单路输出供电之外,我们近期配合客户利于CUS600M电源为基础平台,辅助TDK-Lambda高效率大电流输出模块电源产品,并利用CUS600M内建有趣而实用的功能来实现医疗等级的高效率,高可靠性和长寿命设计的ATX供电方案。
医疗级高效率、高可靠性ATX供电方案框图如图一所示:
图一
从图一可以看出整个供电方案为高效率CUS600M-12和高可靠性大电流输出PML系列模块电源两级组成。其中前级CUS600M效率高达96%,其自身发热要远远低于同等功率等级的传统医疗ATX电源产品。后级为96%转换效率的高可靠性大电流DC-DC模块电源PML系列,负责将12V分别转换为5V和3.3V低压供客户主板使用。另外还有部分小功率DC-DC板载模块电源负责信号部分供电。利用CUS600M-12内建的5V 2A辅助电源,PG (Power Good)和遥控开关机功能,搭配简单采样比较电路即可轻松实现输出的时序逻辑控制。
图二显示高效率ATX方案兼容传统ATX结构设计。其整体外观布局,结构安装孔等均和原有传统医疗ATX电源产品保持一致。
图二
考虑到ATX电源实际装配在客户设备内部,为了节约钣金、绝缘片和安装成本,初步尝试省略上盖板,并根据实际工作状况做热仿真。半开放式结构优缺点和热仿真结果如图三所示:
图三
从图三可以看出采用L型底板结构的半开放式设计,其通过电源产品的有效通风量有所下降,导致电源内部关键元件,例如输出电容等相对温升偏高,降低产品的预期寿命。图四为封闭式设计结构的优缺点分析和相应热仿真试验结果。虽然材料和装配成本有所上升,但内部关键元件温度下降,明显延长产品预期寿命。这与医疗级整体ATX方案所追求的目标保持一致。
图四
图五部分为医疗级ATX整体供电方案对比与小结。与原始方案相比,基于CUS600M的医疗ATX方案在系统转换效率、实际可用功率、工作温度范围、平均无故障间隔时间(MTBF)和待机功耗等多个角度要远远胜过传统医疗ATX方案。新的供电方案整体功率损耗仅为原始方案的18%,这将大大降低客户系统内部热设计压力,利于客户工程师进一步优化其自身散热和系统静音设计。
图五
审核编辑:郭婷
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