通信基站是現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的通信中轉(zhuǎn)站，對(duì)于現(xiàn)代高度發(fā)展的通信行業(yè)，通信基站的重要性越來越突出，所以保證通信基站的正常工作也是通信行業(yè)重要的工作，而要保證通信基站的正常運(yùn)作，電源的穩(wěn)定顯得尤為重要。本文就通信基站的開關(guān)電源模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行一些研究，為通信基站的開關(guān)電源模塊設(shè)計(jì)提供一些參考和思路。

　　【摘要】隨著通信科技技術(shù)的不斷發(fā)展，通信基站需要處理的信息與日俱增，通信系統(tǒng)板上的集成電路規(guī)模也變得越來越大，這就為集成電路供電的電源系統(tǒng)有很好的性能，所以將電源模塊以分布式的架構(gòu)布局在基站系統(tǒng)板上構(gòu)成開關(guān)電源模塊組，是通信開關(guān)電源模塊的發(fā)展必然趨勢(shì)。

　　【關(guān)鍵詞】通信工程期刊投稿,通信基站,開關(guān)電源

　　1通信基站的電源基本介紹

　　一般的通信基站電源開關(guān)系統(tǒng)只要分兩類，交換局電源開關(guān)系統(tǒng)和基站電源開關(guān)系統(tǒng)。其中交換局的重要性對(duì)電源開關(guān)系統(tǒng)提出了非常苛刻的要求，不允許有瞬間的直流停留，一旦電源和電源開關(guān)系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致直流停電，交換系統(tǒng)就會(huì)全部癱瘓。隨著科技發(fā)展和移動(dòng)通信對(duì)基站的要求越來越高，由于停電導(dǎo)致的基站癱瘓問題已經(jīng)逐漸減少，一般都有預(yù)備電源為基站提供可靠的后備電源。基站的電源是保持通信基站的信號(hào)接收、發(fā)射等關(guān)鍵通信步驟的保證�；�站的電源開關(guān)系統(tǒng)，必須保證每一個(gè)開關(guān)都能承受設(shè)定的電流通過并且保持長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，而基站的附加用電硬件一般都和通信硬件分開開關(guān)，以保證基站附加硬件電器故障導(dǎo)致跳閘時(shí)，不會(huì)影響基站的通信數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

　　2開關(guān)電源模塊的基本分類

　　2.1串聯(lián)式開關(guān)電源

　　當(dāng)控制開關(guān)接通的時(shí)候，開關(guān)電源就向負(fù)載輸出一個(gè)脈沖寬度一定，幅度一定的脈沖電壓，當(dāng)控制開關(guān)關(guān)斷的時(shí)候，又相當(dāng)于開關(guān)電源向負(fù)載輸出一個(gè)脈沖寬度一定，幅度為0的脈沖電壓�？刂崎_關(guān)不停地“接通”和“關(guān)斷”，在負(fù)載兩端就可以得到一個(gè)脈沖調(diào)制的輸出電壓。

　　串聯(lián)式開關(guān)電源輸出電壓的幅值等于輸入電壓，其輸出電壓的平均值總是小于輸入電壓，因此串聯(lián)式開關(guān)電源一般都是以平均值為一定量的變量輸出電壓。串聯(lián)式開關(guān)電源的缺點(diǎn)是輸入與輸出共用一個(gè)主板，因此，容易產(chǎn)生干擾和底板帶電，當(dāng)輸入電壓為市電整流輸出電壓的時(shí)候容易引起觸電，對(duì)人身不安全。

　　2.2并聯(lián)式開關(guān)電源

　　并聯(lián)式開關(guān)電源輸出電壓的波形較為穩(wěn)定，控制開關(guān)接通時(shí)，輸入電源開始對(duì)儲(chǔ)能電感加電，流過儲(chǔ)能電感的電流開始增加，同時(shí)電流在儲(chǔ)能電感中也要產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)控制開關(guān)由接通轉(zhuǎn)為關(guān)斷的時(shí)候，儲(chǔ)能電感會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生電流的方向與原來電流的方向相同，因此在負(fù)載上會(huì)產(chǎn)生很高的電壓。當(dāng)并聯(lián)式開關(guān)電源的負(fù)載很大或開路時(shí)，輸出脈沖電壓的幅度將非常高。因此并聯(lián)式開關(guān)電源經(jīng)常用于高壓脈沖發(fā)生電路。

　　2.3變壓器式開關(guān)電源

　　正激式變壓器開關(guān)電源輸出電壓的瞬態(tài)控制特性和輸出電壓負(fù)載特性，相對(duì)來說比較好，因此工作比較穩(wěn)定，輸出電壓不容易產(chǎn)生抖動(dòng)，在一些對(duì)輸出電壓參數(shù)要求比較高的場(chǎng)合，經(jīng)常使用。

　　正激式變壓器開關(guān)電源有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，就是在控制開關(guān)關(guān)斷的瞬間開關(guān)電源變壓器的初次線圈繞組都會(huì)產(chǎn)生很高的反電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)反電動(dòng)勢(shì)是由流過變壓器初線圈繞組的勵(lì)磁電流存儲(chǔ)的磁能量產(chǎn)生的。因此為了防止在控制開關(guān)K關(guān)斷瞬間產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)擊穿開關(guān)器件，在開關(guān)電源變壓器中增加一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)能量吸收反饋線圈繞組，以及增加了一個(gè)削反峰二極管。值得注意的是，變壓器初次級(jí)線圈的電感量不是與線圈匝數(shù)成正比，因此變壓器次級(jí)線圈繞組匝數(shù)與變壓器初級(jí)線圈繞組匝數(shù)之比最好大于一或等于一。

　　這里順便說明，這個(gè)并聯(lián)電容不但可以提高電源的輸出電壓，還可以大大地減小整流二極管的損耗提高工作效率。同時(shí)它還會(huì)降低反電動(dòng)勢(shì)的電壓上升率，對(duì)降低電磁輻射有好處。

　　3分布式電源開關(guān)對(duì)于通信基站的作用

　　3.1保證電流和服務(wù)信號(hào)的穩(wěn)定

　　通信基站的電流是保證基站通信服務(wù)的最根本保障，通過電源的開關(guān)，包括主要開關(guān)和預(yù)備應(yīng)急開關(guān)，構(gòu)成一整個(gè)通信基站的分布式電源開關(guān)系統(tǒng)。在電源穩(wěn)定的情況下，直接使用主要電源開關(guān)系統(tǒng)，為整個(gè)通信基站的工作提供運(yùn)行電服務(wù)。當(dāng)電源因意外中斷事，被動(dòng)電源開關(guān)在極端的時(shí)間內(nèi)觸發(fā)，立刻接通預(yù)備電源，讓基站所有設(shè)備重新繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證通信服務(wù)的暢通。

　　3.2保護(hù)機(jī)器的運(yùn)行安全

　　通信基站除了通信數(shù)據(jù)的交換，發(fā)射和傳播設(shè)備，還有一些附帶的設(shè)備運(yùn)行。所以開關(guān)關(guān)電源的優(yōu)劣，直接決定通信基站的總體用電安全，合理的開關(guān)設(shè)置，能讓電流按照預(yù)定方式運(yùn)行或者切斷，不讓設(shè)備超出功率運(yùn)行或者達(dá)不到功率運(yùn)行影響通信服務(wù)，同時(shí)也能相對(duì)應(yīng)地檢測(cè)附加電器設(shè)備的運(yùn)行，必要是先切斷附加用電來保證主設(shè)備的用電，為何通信服務(wù)的正常運(yùn)行。

　　4通信基站的分布式電源開關(guān)基本設(shè)計(jì)要求

　　4.1必須是智能式的切換系統(tǒng)

　　智能型開關(guān)電源經(jīng)過幾年的普及技術(shù)性能已日趨成熟和穩(wěn)定其價(jià)格也大幅下降。與相控整流品相比智能型開關(guān)電源具有體積小，重量輕，功耗小，效率高，噪聲小或基本無噪聲。而且具有智能化功能易于設(shè)備的維護(hù)和管理，它能對(duì)不同型號(hào)和不同容量的蓄電池進(jìn)行溫度補(bǔ)償適時(shí)進(jìn)均充電，完善了對(duì)閥控密封電池的管理，它還能滿足遠(yuǎn)端監(jiān)控和集中監(jiān)控系統(tǒng)的需要由控制中心來管理運(yùn)行的設(shè)備參數(shù)。

　　4.2必須是能快速反應(yīng)的系統(tǒng)

　　基于通信基站的服務(wù)特殊要求，決定了其分布式開關(guān)電源系統(tǒng)必須要迅速反應(yīng)，因?yàn)殡娏鞯闹袛嘁馕吨�服�?wù)信號(hào)的中斷，從而使移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸終止。因此通訊基站的分布式開關(guān)電源模塊組合，快速的電源開關(guān)系統(tǒng)更能符合要求的運(yùn)用。

　　一般開關(guān)電源的磁控管具有特殊的工作性曲線，磁控管的輸伏安特性存在飄逸，所以要保持電源的快速反應(yīng)，必須采用串聯(lián)并聯(lián)式開關(guān)電源系統(tǒng)，在開關(guān)電源的最大輸出功率一定的情況下，能大大擴(kuò)展輸入磁控管的電源功率。

　　4.3必須是穩(wěn)定性較好的開關(guān)系統(tǒng)

　　穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，重點(diǎn)解決的是輸出電壓的品質(zhì)問題。開關(guān)電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的好壞直接決定著開關(guān)電源啟動(dòng)特性，輸入電壓躍變響應(yīng)特性，負(fù)載躍變響應(yīng)特性，高低溫穩(wěn)定性，生產(chǎn)和調(diào)試難易度。衡量開關(guān)電源穩(wěn)定性的指標(biāo)是相位裕度和增益裕度，相位裕度是指：增益降到所對(duì)應(yīng)的相位。增益裕度是指：相位為零時(shí)所對(duì)應(yīng)的增益大小。在實(shí)際設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，只在設(shè)計(jì)反激變換器時(shí)才考慮增益裕度，設(shè)計(jì)其它變換器時(shí)，一般不使用增益裕度。在通信基站的開關(guān)電源設(shè)計(jì)中，相位裕度有兩個(gè)相互獨(dú)立作用：一是可以阻尼變換器在負(fù)載階躍變化時(shí)出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)過程。另一個(gè)作用是當(dāng)元器件參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，仍然可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定。相位裕度只能用來保證“小信號(hào)穩(wěn)定”。在負(fù)載階躍變化時(shí)，電源不可避免要進(jìn)入“大信號(hào)穩(wěn)定”范圍。

　　5結(jié)語

　　通信基站的分布式開關(guān)電源，設(shè)計(jì)的角度必須從安全性，穩(wěn)定性和持久性著重考慮，并且采用現(xiàn)有的成熟開關(guān)電源技術(shù)，確保通信基站的運(yùn)行。分布式開關(guān)電源是電流開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)�？梢灶A(yù)見，隨著技術(shù)的發(fā)展和需求的推動(dòng)，將會(huì)有更多的電路和更優(yōu)的方法來實(shí)現(xiàn)。

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