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电源供应器冗余方法与应用

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文:吴振源/工程部
willard@meanwell.com

随着科技日新月异，各种精密仪器设备对于电源的稳定性也越来越注重，例如工业计算机、服务器与电信厂房设备等等。通常设备厂商的设计会如图一的方式，选用2台电源供应器，于输出正端各别串接二极管，再并联接到负载端。这样的设计理念，是当其中一台当机时，另一台仍会持续运转，确保整个设备的稳定性。另外，不建议以选择具并联功能的电源供应器并联来取代备援，因为并联还是有机会因其中一台电源供应器输出端损害短路，造成整个系统异常。


图一 使用二极管并联方式
关于二极管D1与D2的规格挑选，有以下几点要留意：
  1. 如图二中耐压VRRM要大于电源输出电压，以防止电压逆灌。
  2. 如图二中耐流IO建议要大于2倍的电源输出电流，以确保二极管耐受。
  3. 如图二中顺向电压Vf越低越好；若是耐压许可，建议选用萧特基二极管，因为这样Vf会比较低，二极管温度会较低，散热片面积可以比较小。
   
另外因为二极管会有损耗产生，并以热的方式呈现，因此还需设计散热片来散热，确保二极管的温度不会超过其耐温。
 

图二 萧特基二极管ESAD83-006R规格
 

以上所提到的冗余方式都是要由设备厂商自行设计与验证，但并非所有的厂商都有此能力，设备厂商可以选择有冗余功能的产品，例如UHP系列的冗余选配，或选择搭冗余模块。明纬于早期设计了一款DR-RDN20的电源并联冗余模块，提供备援解决方案，将二极管、散热片以及一些功能做成轨道式的外观，方便于客户组装作冗余应用。

因为冗余产品需求越来越多，旧款冗余模块的体积与效能无法满足需求，明纬新开发了次世代轨道型可快速挂轨的DRDN20/40系列，并同时规划了采锁螺丝固定的机壳型ERDN20/40系列，新旧世代详细差异如图三所示。

DRDN20/40及ERDN20/40系列是一系列20A/40A电源并联冗余模块，可搭配电源供应器做冗余，藉以提升整体系统运行稳定度及可靠度，主要特点包含: 可支持系统1+1及1+N冗余、适用5V (仅ERDN20) /12V/24V/48V系统电压、二路DC输入接点与单路输出，内建二路DC OK继电器接点可侦测电源状态、采Mosfet技术可降低热损并减少输入与输出电压之间的压差、-40～+80℃超宽工作温度…..等，适用于需要确保设备不可中断运行的应用场合。
 


图三 新旧世代电源供应器冗于模块差异表