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通信系统电源设计

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:352

伴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。

图1 voip用推挽转换器

图2 多输出用推挽转换器和同步降压控制器

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。

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。

图3 3g基站rf功率放大器电源

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。■(益林)


伴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。

图1 voip用推挽转换器

图2 多输出用推挽转换器和同步降压控制器

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。

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。

图3 3g基站rf功率放大器电源

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。■(益林)


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