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通信系统电源的设计
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通信系统电源的设计

作者:   发布日期:2016-10-11 12:25   信息来源:http://www.jnnenghua.com/

    

  随着易变的通信市场对各种电源的需求,迫使设备制造商不仅仅要降低成本,而且要提供更有效和更可靠的电源方案,才能保持竞争力。半导体提供应商正在使电源系统设计人员能把低成本、小巧隔离的电源嵌入到母板和线路板卡上。

  新的高集成度、高电压(100V)功率ASIC(如LM5041级联转换器和LM5030推挽PWM控制器)使所需的外部元件数和印刷电路板面积最少。级联转换器直接离开-48V总线工作,可产生多个低电压输出,其总效率要比工作在+12V中间总线转换器(IBC)的多POL负载点转换器要高,而成本要低。VoIP、DSL(数字用户线)和3G基站需要不同复杂程度的电源设计。

  VoIP电源

  VoIP系统的最好方案是推挽转换器。推挽转换器基本上是等效于两个交错正激转换器。但推挽转换器只有一个变压器(是自重新调整)和一个输出电感器,使得它比单个正激转换器稍微复杂。由于交错效应使输入纹波电流大大降低,所以,可以用较小的输入电感器。输出电感器衰减输出纹波电流,使它可以用比较便宜的较低纹波电流额定值的电容器。级联电路馈入推挽拓扑结构也可用于提供更佳效率,特别是在输入电压范围极值情况下。对于较高功率和需要高效率的应用,用这种混合拓扑结构是一种良好的选择。

  DSL电源

  在DSL应用中,可以用一个-48V到多输出的转换器,这种转换器包含一个较复杂、具有几个输出的低功率变压器(50W~100W)。多输出电源往往用反激变换器实现。这种方法是一种最简单的拓扑结构,其缺点是所有输出(控制输出除外)的负载调整比较差。

  DSL应用优先选用的电源结构是推挽中间总线转换器,用于变换48V输入电压到+12V和为系统负载提供电隔离。可把多输出同步降压稳压器加到+12V DC 总线上以便最后变换为几个低电压、高电流系统负载电压(见图2)。这种方法利用电源管理IC(如LM5030推挽控制器和LM5642双输出电流模式同步降压控制器)的工作效率和经济性。

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  3G基站用电源

  3G基站应用中,用两个转换器提供正常条件和供电中断期间的+27V分布总线电压。由主AC线路供电的高电压(400VDC)转换器为正常工作期间的系统供电,而第2个转换器在电源线中断期间断开-48V备份电池工作。

  在3G基站电源系统(图3)中插入主AC/DC转换器(在单级DC/DC转换器中具有电池备份转换器),因此,去掉额外的400V到48V的DC/DC转换器级。这降低了成本,同时改善了整个系统效率。用了一个双FET正激转换器产生27V DC总线电压。此正激转换器具有两个上端FET,每个FET连接到电源变压器的初级(以适当的匝数)。在AC主电源电压处在正确范围内时,输入电压感测逻辑导通连接到400V总线的顶端FETQ2。在AC线电源中断期间,启动顶端FET Q3从备份电池供电转换器。由电池备份电源电压供电的27V分布总线到主功率发送器和3.3V砖式DC/DC转换器,后者可用于POL(负载点)转换器电源。

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