如何為通信結(jié)構(gòu)設(shè)備挑選合適的電源供應(yīng)設(shè)計(jì)
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我們只要選用合適的布局設(shè)計(jì)及控制電路，便可確保 DSL 電源供應(yīng)系統(tǒng)的性能達(dá)到我們的要求。DSL 電源供應(yīng)系統(tǒng)所采用的布局若能獲得具備嶄新功能的新一代控制器芯片的支持，將有助減少所需元件的數(shù)目，以及節(jié)省電路板的板面空間，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步精簡(jiǎn)。小型電源供應(yīng)器的設(shè)計(jì)一般都會(huì)采用印刷電路板 (平面) 變壓器、輸出電感器及表面貼著輸入與輸出電容器。
多輸出電源供應(yīng)器一般都需要裝設(shè)一個(gè)多輸出回掃轉(zhuǎn)換器。雖然這樣的布局最簡(jiǎn)單，但除了受控制的輸出之外，所有輸出都無(wú)法獲得較好的負(fù)載穩(wěn)壓?；貟咿D(zhuǎn)換器的效率也不太理想，因?yàn)榈碗妷狠敵龅墓β氏淖畲?，但將低電壓輸出加以同步整流則需要另外加設(shè)一些特殊應(yīng)用集成電路，而市場(chǎng)上很少有這類(lèi)特殊應(yīng)用集成電路，因此回掃轉(zhuǎn)換器的效率不易提升。
圖 2 顯示的電源供應(yīng)器結(jié)構(gòu)適用于 DSL 應(yīng)用方案，是一個(gè)性能比較理想的結(jié)構(gòu)。其中采用的推拉式轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)將 48 伏電壓轉(zhuǎn)為 +/-12 伏電壓，以及將電源隔離。同步降壓轉(zhuǎn)換器利用 +12 伏供電干線提供的供電產(chǎn)生多個(gè)低電壓輸出。這個(gè)推拉式中間總線設(shè)計(jì)可以充分利用具成本效益的電源管理芯片如 LM5030 推拉式控制器及 LM5642 雙通道電流模式同步降壓控制器。LM5642 是一款高性能的芯片，每一條通道只需兩枚場(chǎng)效應(yīng)晶體管、一個(gè)輸出電感器、一個(gè)輸出電容器以及若干個(gè)電阻與電容器。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/154277.htm
圖 2適用于多輸出系統(tǒng)的推拉式轉(zhuǎn)換器及同步降壓控制器
第三代 (3G) 基站
第三代的基站需要采用兩個(gè)轉(zhuǎn)換器，以便在正常情況下以及電流中斷時(shí)可以提供 +27 伏的配電總線電壓。其中的一個(gè)高電壓轉(zhuǎn)換器直接從交流電電源獲得供電，并在正常操作情況下利用所得的供電為整個(gè)系統(tǒng)提供電源。另一個(gè)轉(zhuǎn)換器則在交流電電源中斷后利用 -48 伏的備用電池繼續(xù)操作。無(wú)論在設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性來(lái)說(shuō)，這個(gè) -48 伏的備用電池與上文提及的單輸出、高功率網(wǎng)絡(luò)電話轉(zhuǎn)換器都大致相同。已校正功率因素 (PFC) 的交流/直流轉(zhuǎn)換器除了為第三代基站的射頻功率放大器提供 2.7 伏的典型供電電壓之外，也為負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器提供總線供電電壓。
圖 3 所示的電源供應(yīng)系統(tǒng)布局采用單轉(zhuǎn)換級(jí)直流/直流轉(zhuǎn)換器，以便交錯(cuò)使用主要的直流/交流轉(zhuǎn)換器及備用電池轉(zhuǎn)換器，使系統(tǒng)無(wú)需另外裝設(shè)一個(gè) 400 伏至 48 伏的直流/直流轉(zhuǎn)換器級(jí)。這樣的設(shè)計(jì)有助節(jié)省成本，而同時(shí)又能提高系統(tǒng)的整體效率。
這個(gè)設(shè)計(jì)利用內(nèi)含兩枚場(chǎng)效應(yīng)晶體管的正向轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生 27 伏的直流總線供電電壓。這個(gè)正向轉(zhuǎn)換器設(shè)有兩個(gè)位于上層的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，每一晶體管都與初級(jí)線圈連接一起，而變壓器的線圈匝數(shù)有適當(dāng)?shù)臄?shù)目。每當(dāng)交流電的供電電壓處于正確的范圍內(nèi)，輸入電壓傳感邏輯電路便會(huì)啟動(dòng)位于頂層并連接 400 伏總線的 Q2 場(chǎng)效應(yīng)晶體 管。若交流電電源中斷，位于頂層的 Q3 場(chǎng)效應(yīng)晶體管會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，以便利用備用電池為轉(zhuǎn)換器提供供電。獲備用電池提供供電的配電總線為主電源傳送器及 3.3 伏的磚轉(zhuǎn)換器提供 27 伏的供電，然后再由這個(gè) 3.3 伏的磚轉(zhuǎn)換器將供電傳送予負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。
圖 3：第三代基站射頻功率放大器的電源供應(yīng)電路圖
總結(jié)
目前市場(chǎng)上有多種專(zhuān)為電信結(jié)構(gòu)設(shè)備而設(shè)的電源供應(yīng)系統(tǒng)可供選擇，以上介紹的三個(gè)方案可以刺激電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師的思考，鼓勵(lì)他們進(jìn)一步分析不同的配電結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換器布局。DSL、網(wǎng)絡(luò)電話及第三代基站都各自采用獨(dú)特的解決方案，顯示市場(chǎng)上有各種不同的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可供選擇。各廠商可充分利用這些技術(shù)開(kāi)發(fā)高度集成的系統(tǒng)。每一個(gè)應(yīng)用方案都可以盡量在輸入電壓范圍、輸出數(shù)目、供電要求、成本、性能以及體積等方面突出自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，以便為市場(chǎng)提供更多選擇。
半導(dǎo)體廠商正紛紛推出各種高度集成的控制器，以削減電源管理模塊的成本，以及精簡(jiǎn)嵌入式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系，系統(tǒng)成本不斷有下調(diào)的壓力，令廠商不得不致力開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)，而這個(gè)不斷追求創(chuàng)新的過(guò)程便促進(jìn)電源系統(tǒng)的布局設(shè)計(jì)不斷飛躍發(fā)展。
評(píng)論