浅谈通信系统的供电架构

基本的DC-DC变换拓扑

所有的dc-dc变换器可分为线性稳压器和开关稳压器两种。线性稳压器的优点是简单、较低的输出纹波电压和噪声，简单的线性和负载调整。开关稳压器 具有较高的效率，可高达95%(线性稳压器效率大约为50%或更低)，并且有较大的功率密度(功率与体积比，量度为W/in3)。开关变换器与线性变换器 相比对于宽输入—输出电平比更有效，因为开关变换器利用输出滤波部件。图5示出线性和开关稳压器的框图。

非隔离降压拓扑

降压变换器是构成大多数开关变换器架构基础的基本拓扑。它是最通用的拓扑，在分布电源系统中会用到这种拓扑，因为必须变换高dc电压(48V)到较低的电压，而且功耗小。开关是一个功率晶体管(通常是MOSFET)，其栅极由执行脉宽调制(PWM)的IC驱动它控制占空比(晶体管的开关时间)，从而控制输出电压大小。图6示出非隔离降压拓扑。

降压变换器特性为：

·无隔离地

·只降电压

·只有单输出

·非常高的效率

·低输出纹波电流

·高输入纹波电流

·需要高端栅极驱动

·大占空比范围

·宽稳压范围

低功率拓扑

单晶体管拓扑(图7)，如降压、升压、正激、反激是在分布系统(高达100W)中设计用于相当低功率负载的dc-dc变换器。降压和升压电路是非隔离的，而正激和反激变换器提供变压器隔离。

大功率拓扑

推挽、半桥和全桥dc—dc变换器是隔离开关拓扑，与单晶体管类型相比这种拓扑能提供更大功率输出。2晶体管拓扑的优点是用同样大小的 变压器它所提供的功率是单晶体管类型的2倍。桥拓扑中的晶体管仅注意一半或正激(或推挽)配置中较小电压承载。所以，晶体管电压额定值为其他拓扑所需值的 几分之一。半桥和全桥变换器往往用于离线应用中，工作具有非常高的400V dc输入电压(来自整流和功率因数校正的ac输入线电压)。

正激和反激变换器也用于较低功率(小于100W)的离线应用中。不像正激和反激变换器那样，桥变换器在高达1500W的大功率dc—dc应用中可提供高效率，推挽变换器在低输入电压特别有效，它可产生多输出电压，其中一些输出电压，可以是相反极性。