针对电信和网络应用的安森美半导体DC-DC电源参考设

近年来，随着电信技术的发展及数据业务的迅速扩大，数据通信设备和电信网络设备不断走向融合，这就需要可靠的电源系统来为这些应用供电。传统的电源架构是集中式电源架构，即单个电源从交流输入线路向所有需要的输出提供功率转换，这种架构的成本最低，但可靠性和灵活性差。而数据通信中的数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、中央处理器(CPU)等器件需要低电压供电从而获得更大电流，这就要求电源供应尽可能地接近负载，所以如今大多数应用中采用的是分布式电源架构。相应的，分布式电源系统(DPS)对系统中不同设备、不同电路板、甚至是同一电路板上的不同电路采用不同的电源供电，从而提供更高的可靠性、灵活性及散热性能。

图1：安森美半导体针对电信和网络应用提供的分布式电源解决方案。

对于分布式电源系统而言，常见的是-48 V分布式电源系统。通常情况下，交流-直流(AC-DC)转换器将交流输入电源转换为-48 V直流电源，同时给备用电池(蓄电池)供电。通过将-48 V电源的正极接地(即正极电平为0 V)，就可以提供+48 V的输入电压，再通过直流-直流(DC-DC)隔离电源转换和非隔离电源转换为相应负载提供所需的电压电平。所谓隔离电源转换，即输入和输出之间采用高频变压器进行电气隔离;而非隔离电源转换的主电路中则没有高频变压器。

作为全球领先的高性能、高能效电源解决方案供应商，安森美半导体针对电信和网络系统中的分布式电源应用提供一系列的DC-DC解决方案(如图1所示)。本文将针对隔离和非隔离电源转换应用共选择3种应用作为示例，分析它们适合采用的电源拓扑结构及关键元件，特别是安森美半导体提供的DC-DC解决方案如何能够满足这些要求，为客户提供高能效的参考设计，帮助他们加快产品上市进程。

1) 隔离电源转换：基于CS51021的隔离型5 A输出网络电源参考设计

为目标应用选择合适的电源拓扑结构和关键元件非常重要。一般而言，有几项关键考虑因素，如输入电压范围(及精度)、输出电压和电流、能效目标、隔离要求和保护性能等。相应的，这网络电源参考设计相应的目标规范为：输入电压+48 V(精度±20%)，输出为5 V@5 A，提供限流、欠压和过压保护，目标能效高于85%，有隔离要求，且必须使用陶瓷电容。

从上述目标规范来看，我们可以看出其输出功率要求相对较低，仅为25 W。而在15 W到100 W功率的通信应用中，通常使用低成本的单端正激或反激转换器。具体在本参考设计中，我们选择正激转换器，因为这种拓扑结构提供较高能效，可以采用小尺寸输出滤波器，提供低纹波输出，适合高密度板设计，且输出和输出之间隔离。相应地，可以采用安森美半导体的CS51021。