設計成本低、可重復使用的配電架構分析

配電架構???DC-DC???POL
最近，航天子系統(tǒng)采用的先進半導體最底限是需有多個低電壓、具高電流軌條件，例如核心電壓小于1伏特（V）/30安培（A）的現場可編程門陣列（FPGA）。此外，各個負載也須具有獨特的排序、暫瞬、線路與負載調節(jié)的要求，這樣會讓配電網絡的設計變得更復雜。


目前航天總線提供28和100伏特不穩(wěn)定的電源軌，可用于為最新的航天級半導體生成隔離的、有效率的穩(wěn)壓電源。為滿足未來航天子系統(tǒng)的需求，開發(fā)一個低成本、可擴展的配電架構，且可重復的設計是尋求從28或100伏特兩種輸入中，可有效地生成多個較小的電軌，并同時限制功率轉換的總數。


航天級直流對直流（DC-DC）轉換器可有一致的封包，印刷電路板（PCB）接腳和輸出接腳要允許第一級功率變換以滿足特定任務的需求，而無須重新設計硬件的設計架構。這是提供一個低成本、可重復使用、可擴展、可靠及高效率配電架構必要的一個關鍵要求！


開發(fā)一個低成本、可重復使用配電架構需要放眼于完整的設計，并非單獨組件的價格。有些在單個封裝內，整合包含一個轉換器和控制回路的裝置，僅要求線電壓，其他的裝置則需要外部電感與電容，這外部電感與電容將增加整體成本、面積、布局和設計負擔。一些DC-DC包含內部電磁干擾（EMI）濾波器，而有些則需要設計者添加必要的被動組件。


下面的方塊圖（圖1）比較航天級DC-DC轉換器相對面積，可用于無論是從28或100伏特總線輸入產生的中間電壓，有些提供隔離輸出和幾個包含內部EMI濾波器。許多廠商提供不同合格范圍，這些范圍是根據DC-DC轉換器的額定功率、輸入電壓、輸出數量、封裝類型、拓撲結構或對輻射的耐受程度而來。