通信系统电源设计(05-100)

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。

　　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。

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)