通信系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)

隨著易變的通信市場(chǎng)對(duì)各種電源的需求，迫使設(shè)備制造商不僅僅要降低成本，而且要提供更有效和更可靠的電源方案，才能保持競(jìng)爭(zhēng)力。半導(dǎo)提供應(yīng)商正在使電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員能把低成本、小巧隔離的電源嵌入到母板和線路板卡上。

新的高集成度、高電壓(100V)功率ASIC(如LM5041級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)換器和LM5030推挽PWM控制器)使所需的外部元件數(shù)和印刷電路板面積最少。級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)換器直接離開(kāi)-48V總線工作，可產(chǎn)生多個(gè)低電壓輸出，其總效率要比工作在+12V中間總線轉(zhuǎn)換器(IBC)的多POL負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器要高，而成本要低。VoIP、DSL(數(shù)字用戶線)和3G基站需要不同復(fù)雜程度的電源設(shè)計(jì) 。

VoIP電源

VoIP系統(tǒng)的最好方案是推挽轉(zhuǎn)換器。推挽轉(zhuǎn)換器基本上是等效于兩個(gè)交錯(cuò)正激轉(zhuǎn)換器。但推挽轉(zhuǎn)換器只有一個(gè)變壓器(是自重新調(diào)整)和一個(gè)輸出電感器，使得它比單個(gè)正激轉(zhuǎn)換器稍微復(fù)雜。由于交錯(cuò)效應(yīng)使輸入紋波電流大大降低，所以，可以用較小的輸入電感器。輸出電感器衰減輸出紋波電流，使它可以用比較便宜的較低紋波電流額定值的電容器。級(jí)聯(lián)電路饋入推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可用于提供更佳效率，特別是在輸入電壓范圍極值情況下。對(duì)于較高功率和需要高效率的應(yīng)用，用這種混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種良好的選擇。

DSL電源

在DSL應(yīng)用中，可以用一個(gè)-48V到多輸出的轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器包含一個(gè)較復(fù)雜、具有幾個(gè)輸出的低功率變壓器(50W~100W)。多輸出電源往往用反激變換器實(shí)現(xiàn)。這種方法是一種最簡(jiǎn)單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是所有輸出(控制輸出除外)的負(fù)載調(diào)整比較差。

DSL應(yīng)用優(yōu)先選用的電源結(jié)構(gòu)是推挽中間總線轉(zhuǎn)換器，用于變換48V輸入電壓到+12V和為系統(tǒng)負(fù)載提供電隔離?？砂讯噍敵鐾浇祲悍€(wěn)壓器加到+12V DC 總線上以便最后變換為幾個(gè)低電壓、高電流系統(tǒng)負(fù)載電壓(見(jiàn)圖2)。這種方法利用電源管理IC(如LM5030推挽控制器和LM5642雙輸出電流模式同步降壓控制器)的工作效率和經(jīng)濟(jì)性。

3G基站用電源

3G基站應(yīng)用中，用兩個(gè)轉(zhuǎn)換器提供正常條件和供電中斷期間的+27V分布總線電壓。由主AC線路供電的高電壓(400VDC)轉(zhuǎn)換器為正常工作期間的系統(tǒng)供電，而第2個(gè)轉(zhuǎn)換器在電源線中斷期間斷開(kāi)-48V備份電池工作。

在3G基站電源系統(tǒng)(圖3)中插入主AC/DC轉(zhuǎn)換器(在單級(jí)DC/DC轉(zhuǎn)換器中具有電池備份轉(zhuǎn)換器)，因此，去掉額外的400V到48V的DC/DC轉(zhuǎn)換器級(jí)。這降低了成本，同時(shí)改善了整個(gè)系統(tǒng)效率。用了一個(gè)雙FET正激轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生27V DC總線電壓。此正激轉(zhuǎn)換器具有兩個(gè)上端FET，每個(gè)FET連接到電源變壓器的初級(jí)(以適當(dāng)?shù)脑褦?shù))。在AC主電源電壓處在正確范圍內(nèi)時(shí)，輸入電壓感測(cè)邏輯導(dǎo)通連接到400V總線的頂端FETQ2。在AC線電源中斷期間，啟動(dòng)頂端FET Q3從備份電池供電轉(zhuǎn)換器。由電池備份電源電壓供電的27V分布總線到主功率發(fā)送器和3.3V磚式DC/DC轉(zhuǎn)換器，后者可用于POL(負(fù)載點(diǎn))轉(zhuǎn)換器電源。