高效率、高可靠性长寿命医疗ATX供电方案分享

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