淺談通信系統(tǒng)的供電架構

　　基本的DC-DC變換拓撲

　　所有的dc-dc變換器可分為線性穩(wěn)壓器和開關穩(wěn)壓器兩種。線性穩(wěn)壓器的優(yōu)點是簡單、較低的輸出紋波電壓和噪聲，簡單的線性和負載調整。開關穩(wěn)壓器 具有較高的效率，可高達95%(線性穩(wěn)壓器效率大約為50%或更低)，并且有較大的功率密度(功率與體積比，量度為W/in3)。開關變換器與線性變換器 相比對于寬輸入—輸出電平比更有效，因為開關變換器利用輸出濾波部件。圖5示出線性和開關穩(wěn)壓器的框圖。

　　非隔離降壓拓撲

　　降壓變換器是構成大多數(shù)開關變換器架構基礎的基本拓撲。它是最通用的拓撲，在分布電源系統(tǒng)中會用到這種拓撲，因為必須變換高dc電壓(48V)到較低的電壓，而且功耗小。開關是一個功率晶體管(通常是MOSFET)，其柵極由執(zhí)行脈寬調制(PWM)的IC驅動它控制占空比(晶體管的開關時間)，從而控制輸出電壓大小。圖6示出非隔離降壓拓撲。

　　降壓變換器特性為：

　　·無隔離地

　　·只降電壓

　　·只有單輸出

　　·非常高的效率

　　·低輸出紋波電流

　　·高輸入紋波電流

　　·需要高端柵極驅動

　　·大占空比范圍

　　·寬穩(wěn)壓范圍

　　低功率拓撲

　　單晶體管拓撲(圖7)，如降壓、升壓、正激、反激是在分布系統(tǒng)(高達100W)中設計用于相當?shù)凸β守撦d的dc-dc變換器。降壓和升壓電路是非隔離的，而正激和反激變換器提供變壓器隔離。

　　大功率拓撲

　　推挽、半橋和全橋dc—dc變換器是隔離開關拓撲，與單晶體管類型相比這種拓撲能提供更大功率輸出。2晶體管拓撲的優(yōu)點是用同樣大小的 變壓器它所提供的功率是單晶體管類型的2倍。橋拓撲中的晶體管僅注意一半或正激(或推挽)配置中較小電壓承載。所以，晶體管電壓額定值為其他拓撲所需值的 幾分之一。半橋和全橋變換器往往用于離線應用中，工作具有非常高的400V dc輸入電壓(來自整流和功率因數(shù)校正的ac輸入線電壓)。

　　正激和反激變換器也用于較低功率(小于100W)的離線應用中。不像正激和反激變換器那樣，橋變換器在高達1500W的大功率dc—dc應用中可提供高效率，推挽變換器在低輸入電壓特別有效，它可產(chǎn)生多輸出電壓，其中一些輸出電壓，可以是相反極性。