【大道学堂】高压直流远供,通信电源的未来(2)

大道至简
大道至简  Moderator  (2)
4 years 18 days ago  View: 1387  Reply: 2

This post is transferred from "大道至简 ".Click here【to view the original post】

(接上篇)

2.4 PFC二极管的电流
在PFC电路中,开关管S1关断时,电感电流L3流过二极管D5,因此,只需要测量电感的电流即可以计算出二极管D5的电流大小,输入电流经过整流桥整流后即等于电感L3的电流,不同之处在于交流输入时,输入电流是一个正弦波,而电感电流的波形为馒头波,其数值大小是一样的。

同理,在直流输入时,电感电流同样等于整流二极管的电流,根据前面整流二极管电流的计算,电感电流的最大值为13.2A,因此,二极管D5的峰值电流要比交流输入时小很多。

从数据来看,交、直流输入时候PFC二极管D5的平均电流差异不大,而直流输入时D5的峰值电流较小。

2.5 母线电容电压和电流纹波
在交流输入时,由于需要经过整流二极管整流,整流过后的直流电压会存在100Hz的低频分量,虽然经过PFC电容升压,但并不能完全消除这个纹波,因此,母线电容电压必然存在100Hz的纹波,这会增大流过母线电容的纹波电流,从而影响母线电容寿命;而在直流输入时,电容上纹波电压和纹波电流则不存在100Hz的低频分量,有利于延长电容寿命。

2.6 软启动电阻电压
服务器在启动的时候,需要先通过软启动电阻给母线电容充电,当母线电压达到一定值后功率电路才开始正常工作。在交流输入的时候,交流电压通过不控整流后经软启动电阻给母线电容充电,充电时间较长,因此软启动电阻上的功率损耗会比较大,发热较严重;而直流充电时间很短,软启动电阻的功耗也会小很多,可靠性得到提升。图10给出了交直流输入条件下的启动过程波形,从图中可以很明显的看到在直流输入时,软起电阻上的电压(蓝色波形)持续时间很短,因此对软启动电阻的冲击要小很多,直流输入下可靠性更高。



通过以上的分析,高压直流供电时,服务器电源PFC部分的功率器件的电压、电流应力、母线电容的纹波电压和电流都会小于交流供电的情况,而且软启动电阻的寿命以及和整流桥的可靠性都会变得更高,非但不会影响服务器的正常使用,还能够提高其可靠性能。而对DC/DC部分电路则和交流输入的情况是一致的。

结论:应用高压直流完全可以替代UPS给服务器供电。交流开关电源直供高压直流路在何方?想必诸位都已经看得很清楚了,前路漫漫,但光芒万丈!
梅山龙少
梅山龙少  Diamond 
4 years 18 days ago
加油!
Tony
Tony  Diamond 
4 years 17 days ago
长知识啦,谢谢