电源架构--集中式电源架构/分布式电源架构

概述

· 集中式电源架构（CPA）：效率高，但成本高，PCB占用面积大。
· 分布式电源架构（DPA）：节省成本和PCB占用面积，需要两级转换，效率低。

隔离式电源

在学习两种电源架构之前，我们先了解什么是隔离式电源？

隔离式电源是什么？

隔离式电源是指输入和输出通过变压器等磁性元器件电气连接的。
即，隔离式电源是指输入和输出通过变压器等磁性元器件电气连接的，即使将输出短路也不会有太大问题。而非隔离的电源输入和输出是有电气直接连接的，如果接触输出是会有触电危险的，对于隔离式电源的输出电压是可以通过变压器进行调整的。没有什么具体的范围。

集中式电源架构

是最原始的电源分配架构，是指系统由一个独立电源供电，并由这个独立电源直接变换得到我们单板所需要的各种电源。集中式电源构架的缺陷在于，对单板上的每种电源，都需要采取隔离式的DCDC电源模块。但是隔离式的电源模块成本远高于非隔离式的电源模块，而且每增加一种电源，它的成本和PCB面积都需要相应的增加。所以，在高速电路设计中，一般不推荐采用集中式电源构架的模式。

分布式电源架构：

分布式电源构架采用两级电源转换，第一级提供单板输入端电源到单板中间电源的转换，这一级需采用隔离式电源模块，第二级则实现由中间电源到板内各个电源的转换，这一级采用非隔离式电源模块。中间电源的电压值可选择12V，10V等。第一级电源的目的是获得中间电源，同时为单板提供电源隔离保护。因此允许输出较大的纹波和噪声，而第二级电源的目的是输出单板上器件所需的电源，所以重点是限制输出端的噪声和纹波。

相对于集中式电源构架，分布式电源构架只需一个隔离式电源模块，能有效的节约PCB面积。但是设计两级电源转换，而每级电源转换都不可避免的存在功耗损失。

个人理解

集中式的电源架构和分布式电源架构本质相同，都是一路分别转换成多路。但是差别在于，集中电源的每一路子电源都是隔离式的电源模块，由此占据了很大的成本、面积、也使得高速数字系统中不常用。而分布式电源，则是总电源进来就隔离成中间电源，（只有一个隔离式电源）然后下面若干路子电源通过中间电源，进行非隔离式的电源设计，升压降压转换等。
我常用的是分布式的电源架构，也就是在一开始，我们对12V输入电源进行隔离式处理，这样尽管后面输出的子电源短路故障，前面的输入也不会被烧坏。分布式电源的优点在于节省PCB面积。缺点：由于两级电源转换，会导致不可避免的功耗损失。尽管如此，由于分布式电源的优点，我们在高速电路设计中，推荐采用分布式电源。