N+1 架構(gòu)支持更高的電源可靠性

　片上系統(tǒng) （SoC） 設(shè)備可實(shí)現(xiàn)更高的集成度，而高密度現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列 （FPGA） 可讓更多功能集成到工業(yè)系統(tǒng)中。 盡管如此，由于現(xiàn)在工業(yè)系統(tǒng)所扮演的角色，以前需要多種產(chǎn)品的支持才能實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)故障容錯(cuò)和冗余的需求日益增長(zhǎng)，這在控制器和電源上均有體現(xiàn)。

　　此外，更多的功能也帶來(lái)了更多的高峰值電流需求。 在此類情況下，電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以選擇并聯(lián)兩個(gè)或多個(gè)裝置。 并聯(lián)除可滿足峰值功率需求外，還具有長(zhǎng)期應(yīng)力較小，整體可靠性更佳的優(yōu)點(diǎn)，利于實(shí)施‘n+1’冗余設(shè)計(jì)。

　　n+1 架構(gòu)是指在系統(tǒng)中至少增加一個(gè)附加電源，當(dāng)其他電源中有一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，該電源即可為系統(tǒng)提供電能。 n+1 冗余架構(gòu)是一種故障容錯(cuò)技術(shù)，對(duì)于較大規(guī)模的系統(tǒng)而言，其性價(jià)比相當(dāng)高。 正常運(yùn)行條件下，多個(gè)電源同時(shí)發(fā)生故障的概率是相當(dāng)?shù)偷模虼嗽谟?2 個(gè)或 3 個(gè)以分流模式運(yùn)行的電源陣列中，增加一個(gè)附加電源并不會(huì)導(dǎo)致成本大幅增加。

　　通常使用的 n+1 冗余方法有兩種。 第一種方法為：指定一個(gè)備用電源，讓其處于冷待機(jī)或熱待機(jī)狀態(tài)。 盡管冷待機(jī)工作有利于延長(zhǎng)備用電源的使用壽命，但故障發(fā)生后需要時(shí)間來(lái)啟動(dòng)該備用電源，這期間可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障。 熱待機(jī)可確保備用電源隨時(shí)準(zhǔn)備在電源組中的另一電源發(fā)生故障時(shí)投入運(yùn)行，但由于備用電源的工作負(fù)載極低，因此能效也低，而且相對(duì)于冷待機(jī)電源，熱待機(jī)電源承受的內(nèi)部發(fā)熱應(yīng)力也要大得多。

　　通過(guò)讓備用電源參與均流，可將各電源承受的應(yīng)力在電源子系統(tǒng)中平衡。 一般而言，電源用于實(shí)現(xiàn)高輸出負(fù)載的峰值效率，這意味著低于峰值負(fù)載的工作電流均流造成發(fā)熱過(guò)多。 然而近年來(lái)的電源設(shè)計(jì)注重了低負(fù)載能效，讓這個(gè)問(wèn)題不再那么重要。 在使用高能效范圍更廣的電源時(shí)，可確保電源在正常工作時(shí)處于低熱量輸出區(qū)域，并在故障發(fā)生后進(jìn)入高負(fù)載狀態(tài)。