平台通信电源稳定性研究与改造
“廖茫茫”通过精心收集，向本站投稿了6篇平台通信电源稳定性研究与改造，以下是小编为大家整理后的平台通信电源稳定性研究与改造，希望能够帮助到大家。
篇1：平台通信电源稳定性研究与改造
平台通信电源稳定性研究与改造
通过对海上钻井平台电源环境的分析,研制适用于钻井平台的通信设备不间断电源.
作 者：王子义 作者单位：胜利油田海洋钻井公司科技信息管理中心,山东,东营257055 刊 名：总裁 英文刊名：PRESIDENT 年，卷(期)： “”(2) 分类号： 关键词：隔离变压器 过零检测 CPU控制技术和SPWM技术篇2：通信原理实验平台研究与运用论文
通信原理实验平台研究与运用论文
为方便观察电路输出波形及调节电路状态,在电路的关键处理环节引出测量探针,在压控振荡器和鉴相器电路上添加电位器(图3中W1、W2和W3)。为保证实验平台电路的稳定性,提高FPGA芯片长期运行的可靠性,在芯片工作电源的设计上采用AC-DC开关隔离、DC-DC开关稳压和LDO线性稳压相结合的供电方式[11]。220V交流电,经过AC-DC隔离开关电源得到一组约为16V的直流低压,然后经过降压型DC-DC开关稳压电路得到5V和8V的电压对母板电路供电,再经过LDO线性稳压电路得到3.3V及1.2V的电压对子板FPGA芯片进行供电。采用这种供电方式,可以大幅度降低电网尖峰脉冲对实验平台电路的干扰,保证实验平台的稳定工作。
1实验平台的特点
开放性设计平台具有通用性强、功能强大等优点,传统验证性实验箱具有成本低、性能稳定等优点,实验平台综合了两者的优点,具体特点如下。(1)通用性强,用途广泛。实验平台支持硬件电路及软件系统设计,同时满足开设传统电子电路实验及基于FPGA的大型综合设计性实验的要求。目前,该实验平台主要应用在通信原理、数字系统设计、数字电子设计、模拟电子设计等课程的实验教学中。同时,还广泛应用在学生课外创新实践活动中。(2)系统功能强大,支持二次开发。FPGA子板逻辑资源丰富,扩展接口众多,核心芯片全面支持NiosII处理器,不仅满足当前综合设计性实验的要求,而且基于FPGA的开放性可对实验平台进行二次开发,满足新技术、新实验的要求。(3)成本低,易于维护及升级。首先,当前商品化的通信实验平台价格昂贵,基本在万元价格,而该实验平台的成本大概为600元左右,大大节约了实验经费。其次,该实验平台的面板结构采用母板和子板相结合的形式,当核心处理芯片损坏或者需要升级换代时只需更换子板即可,避免了传统实验箱更换微处理器必须更换整个实验箱的弊病。(4)性能稳定,安全可靠,便于携带。实验平台采用220V标准电源供电,且配备箱式外壳,在实验室资源配置紧张时,学生可携带实验平台回宿舍等地实施实验,灵活方便。该实验平台已在本院实验教学中使用多年,故障率低,无安全事故发生。
2实验平台的应用案例
基于该实验平台设计了众多通信相关综合设计性实验,如“扩频通信收发系统设计”[12]、“DPSK调制解调系统设计”、“HDB3线路编译码系统设计”、“(7,4)汉明码编译码传输系统设计”等。基于扩频通信在移动通信中的重要地位,近年来常以“扩频通信收发系统设计”作为通信原理的课程设计题目。该实验不仅覆盖了通信原理众多重要的基础知识点,而且重在锻炼学生的电路分析设计及硬件系统软件化设计等实用的工程应用能力,是基于该实验平台典型的应用案例。下面以该实验为例,讲述实验的设计以及实验平台在实验过程中的.应用。
2.1扩频通信收发系统设计
“扩频通信收发系统设计”实验的功能及实现要求如下(见图4):在实验平台上设计实现扩频通信收发系统,发送端将多路信息源信号复接后通过扩频调制、DPSK数字调制处理后发送出去,接收端从接收信号中准确提取位时钟信号和帧同步信号,经过扩频解调并拆分出多路信号,还原出与发送端信息源一致的数字信号。实验要求DPSK解调在实验平台母板上以硬件的方式实现,发送端以及接收端中的数字信号处理部分功能采用软件设计并分别固化到FPGA子板的收发子系统上,最后通过整机联调完成实验任务。
2.2实验平台在扩频通信收发系统设计实验中的应用及效果
实验的基本流程如图5所示。在实验准备阶段,给学生发放实验指导书及提供实验平台,学生通过查阅相关资料,熟悉软硬件平台并根据实验要求确定可行的实验方案。在实验设计阶段,强调学生的自主创新设计及实验动手能力锻炼。学生在ALTERA公司提供的QUARTUSII设计平台上,应用原理图的方法或者采用VHDL等硬件描述语言按实验要求编程设计扩频通信收发系统发送端及接收端的信号处理部分功能,或者利用MATLAB中提供的动态系统模拟、交互式仿真分析软件Simulink对扩频通信收发系统进行建模设计。软件设计完毕并仿真通过后,通过FPGA子板上的JTAG接口把设计程序下载到实验平台的收发子系统中,配合BPSK解调电路及自行设计的归零码电路进行软硬件综合调试以验证整个扩频通信收发系统是否满足实验要求。调试完毕后,通过FPGA子板上的AS接口固化设计程序。在实验验收阶段,采取现场实物验收方法,验收通过后撰写相关实验报告,实验完毕。“扩频通信收发系统设计”作为通信原理的课程设计题目实施多年,教学效果显着。学生普遍反映,该实验平台性能稳定,接口齐全,使用方便;利用该实验平台完成“扩频通信收发系统设计”实验的过程中,不仅系统地掌握了扩频通信相关知识和FPGA设计技术,学习了电路设计、故障定位及排查的方法,而且培养了发现问题、解决问题和综合运用知识的能力,提高了创新设计及实验动手能力。
3结语
为国家卓越工程师培养背景下的通信原理实验课教学改革提供硬件支持,采用ALTERA公司CY-CLONEII系列的芯片研制了基于FPGA的通信原理实验平台。该实验平台涵盖了传统电子电路设计及基于FPGA技术的硬件系统软件化设计内容,充分体现了综合性和设计性的思想,广泛应用在实验教学及学生课外创新实践中。在实验教学方面,该实验平台作为本校电子与信息学院通信原理的课程设计硬件平台实施了三年,作为自动化学院数字电子技术的课程设计应用平台实施了两年,得到教师和学生的一致好评,收到良好的教学效果。在学生课外创新实践方面,该实验平台作为大学生电子设计竞赛、国家大学生创新实验项目以及校级创新项目的支持平台获得了包括全国大学生电子设计竞赛国家二等奖2项,广东省一等奖3项,华南理工大学SRP创新项目开展1项。实践证明,该实验平台具有通用性强、功能强大、性能稳定、操作简便等优点,基于该实验平台开设的综合设计性实验覆盖知识面广、先进的FPGA设计技术以及软硬件相结合的实验模式能激发学生的实验兴趣及创新意识,显着提高学生对专业知识的综合运用能力、创新能力和工程实践能力,值得在高校中推广应用。
篇3：通信电源技术与未来趋势论文
通信电源技术与未来趋势论文
【摘要】在这个科技腾飞的时代，通信作为科技发展的一大成果，在当前社会发展的各领域发挥重大作用。由于通信技术不断向前发展，人们对通信行业依赖性逐渐增强。人们因社会进步而对通信网络的稳定性、安全性、不间断性要求更高，而通信电源技术作为通信网络的关键组成部分，其在通信事业发展中有举足轻重的影响。本文主要是对通信电源技术的现状及其发展趋势进行分析。
【关键词】通信；通信电源现状；未来趋势
一、引言
近几年来，国内通信事业不断地发展，通信网络也随之得到了更为广泛的应用。其中，通信电源作为通信系统中较为关键的组成部分，以高效、可靠、稳定、持续等高标配性能为系统提供高质的能源输入。作为通信系统的心脏，如何更为顺畅地保障通信电源的质量，已日益成为业内研究的一大重要方向。
二、通信电源发展现状分析
通信电源是通信系统中的重要组成部分，虽然在整个通信行业所占的比例并不高，但其对通信网络的作用却是不容忽视的。随着科技技术的日新月异，多种新型的电磁材料相继出现，并且其控制技术和有关的功率转换也得到了飞速的发展与改善，从而使通信电源的稳定性和安全性臻于完善。以下主要从通信电源现状、设备更新及技术应用与电路模型加以分析：
2.1通信电源现状通信电源作为通信系统中较为关键的组成部分，以高效、可靠、持续、稳定等高标配性能为系统提供高质的能源输入，而对这些高标配性能的技术追求也成为其设计目标之一。通信电源要求具备智能的实时监控、自动化电池管理和无人化值守等功能，用以满足网络时代的技术需求。通信电源系统主要由四大模块组成，其中交流和直流配电是传统模块，整流柜和监控是辅助模块。此外，开关电源由于拥有高功率转换、轻质量、密度大、稳压范围广等优势，得以将此前的相控电源替代，并日益成为了通信电源的重要角色，未来开关电源将朝着安全高效的发展趋势前进。
2.2通信电源的设备更新近些年来，技术的不断完备，尤其是功率器的改进更迭、在配备上安装技术的成熟，加之一些新型的电池材料的引进替换，以及有关学科技术的进一步理论支持，使得通信电源设备的稳定性、可靠性以及电磁兼容性等方面性能相应地得到了不断完善，电能的利用效率得到进一步的提升，系统损耗逐渐降低。
2.3通信电源的技术应用与电路模型…近年来，双单端电路作为通信电源变化电路中拓扑结构的一大核心方式，不管是半桥还是全桥电路，都有其实体应用中存在的优劣。半桥电路在中小功率场合使用为宜，而在功率较大的状态下一般使用全桥电路和变换电路结合的双电路模式。
三、通信电源在技术领域的发展
3.1开关电源发展现状
开关电源逐渐进步，但仍离不开其供电系统的高新技术支持。要不断提高系统的技术含量，主导引进现代化的通信网络建设，并提高管理与维护上的运行速度，从而将稳定、可维护、安全等三大性能的提升作为系统技术研究与更新的重要目标。主要可从以下的几部分分析：
3.1.1效率方面的提升通信电源在实体应用反馈中，收到最多的便是效率转换上的问题了。这也对相关研究提出了更高的新标准。行之有效的解决之道，便是通过加强远程的实时监控功能，降低实体运行中的管理运行成本，从而提升效率，以此不断满足网络大数据时代的用户需求。
3.1.2电源的高频化追求为了实现开关电源的高频化，通过缩减电源的体积以及提高电源功率的密度这两大关键的途径，以此不断实现电源的高频化追求。另外，这一技术的开发也迅速抢占了通讯网络市场，使日趋精致的小型化设想落到实处。预期未来，电源的高频化需求投资利好，市场的可耕力度大。
3.1.3供电环境的零污染随着电力电子装置的不断增多及电源的'大范围使用，让基于输入电流当中的谐波逐渐增多，其功率因素便得到明显下降，这一系列原因给供电网带来了极大的污染。为使这些污染能够减小，国际上对一些行业标准进行了制定。例如：基于大功率电器设备当中IECl000--3--2与基于小功率电器设备当中的IEC555--2等。随着试点实验的成功和新兴应用的逐步推广，这也已经成为未来通信电源领域发展的一大导向。相信随着研发的进一步深入，未来的开关元器件和现代化通信电源领域必将也能兼顾到环境的方方面面，使供电环境趋于零污染的良好生态态势。
3.2相关通信用蓄电池的研发导向
通信用蓄电池电子体系中的阀控电池体系，因维护工序的繁琐，维修管理过程中相关作业人员一般都选择放弃这一块的维护。这一维修状况的出现，并非是人为因素导致的，而是由于阀控性能的极度敏感性不可逆造成的，虽然钒电池当中的电解质流动较佳，但通信蓄电池的运行和使用年限还是受到环境温度的大幅干扰，钒电池良好的电解质流动并不能在其中起到显著的缓解作用。当然，随着近些年相关通信用蓄电池的研究进一步得到业内专业人士的重视，后续的研发将有效地规避这些明显的缺陷带来的风险。值得一说的是，通信用蓄电池作为现代通信网络系统中后备能源之一，替代了传统防酸隔爆电池的高污染，新兴的阀控电池在优化性能上的助力加持在业内还是有目共睹的。因此，综合利弊，分清研发主次，才是最为关键的。如，基于化学电池当中的燃料电池，一种全新研发及生产工序下的产物，作为上佳的发电装置，它的研究及改进具有重大的影响力。
3.3基于通信电源市场的现状及发展调研
随着现代智能化的大幅推广，以及大数据时代下电子存量用户的普遍增多，通信电源市场的可耕力度较大，其未来的发展前景必然是十分可观的，从其市场的电源需求呈现小段攀升可看出，开局显现投资利好。通信电源市场作为通信系统中的中坚支柱，后续投资风口的导向尤为重要，若有资金流的强大注入，很多技术研发难题也将更易于把控，买进高端技术用于借鉴也非不可取之道。顺应时代发展的潮流，通信电源市场未来发展仍非常明朗。
3.4通信电源连带产品的发展导向
通信电源产品的发展导向一受技术，二受需求，二者的双重催动，实体应用情况分为以下几种。第一，性能有所提升，这主要归因于转换器跟得上效率配比，稳定数据传输通信，不断满足市场电源用户需求；第二，成本势必有所下降，一方面由于主力市场价格定位的下跌，另一方面由于针对性研发力度的加强盈余了一些不必要的开支；第三，配备应用灵活，嵌入式的用户体验得到一致好评，代替了传统的标准急加速，还引进了高频开关的智能模式，避免因阶跃性变化带来的电源供给不稳定，可借此搭建安全高效的体验平台；第四，功率密度得以提高，一次电源的核心部件和整流器的加强，推动了整体通信直流的电源整机功率密度的大幅提高；最后，便是网络化的智能管理，很大程度上实现了多层次的远程控制，设备的网络化管理成为主要的管理手段。
四、结束语
综上所述，对于通信电源技术的应用，巨大的挑战与广阔的发展前景并存。实现技术创新与作出适当的改革是行之有效的举措。因此，对于通信电源，充分掌握它的现状、有效预测它的发展趋势，并结合通信市场的实际需求，进一步使通信企业的市场竞争力得到强化，从而为企业的稳健发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]…王春鹏，拜俊鹏．浅析通信电源现状及其发展趋势…[J]．信息通信，(2)．
[2]…智宇．先进通信电源技术发展与应用研究…[D]．北京：北京邮电大学，．
[3]…付泉泳.…通信电源现状及其发展趋势…[…J…]….电子技术与软件工程,…(…24…)…:140.
篇4：论通信电源常见故障与处理论文
论通信电源常见故障与处理论文
论文关键词:通信电源 故障 处理
论文摘要:笔者结合多年现场实际工作经验,对通信电源的常见故障进行了总结分析,并详细介绍了各类故障的通用处理方法,仅供同行业工作人员参考。
1、引言
电源是通信系统的关键设备之一,因其采用模块化设计,在发生局部的或单元的故障时一般不会扩散。电源系统故障分为一般性故障和紧急故障。一般性故障指不会影响通信安全的故障,包括交流防雷器雷击损坏、系统内部通信中断、单个模块无输出、监控单元损坏等;紧急故障指影响通信安全的故障,包括交流输入与控制损坏而导致交流停电、直流采样和控制电路损坏而导致直流负载掉电等。如果不能及时有效地对故障进行处理,将导致通信系统的瘫痪,带来严重的损失,因此,必须对通信电源常见的故障与处理给予充分重视。
2、交流配电单元的故障处理
2.1 防雷器单元
防雷器是由四个片状防雷单元组成,其中三个防雷单元具有状态显示功能,可以显示防雷单元是否处于完好状态。防雷单元窗口颜色为绿色时,表示防雷单元处于完好状态;某个防雷单元窗口颜色为红色时,则表示该防雷单元已损坏,应尽快更换防雷模块。
如果防雷器没有损坏,而监控单元报防雷器告警,就需要检查防雷器的接触是否良好,可以将防雷模块拔下来重插。如果是菲尼克斯的防雷模块,则需要检查底座是不是良好。
2.2 交流输入缺相
当监控单元或后台报交流输入缺相时,如果确定交流真的确相则无需理会;如果交流实际没有确相,而是检测问题,那么可能是交流变送器出现故障。可以用万用表测量变送器的端子是否有3V左右的直流电压,如果某一个没有,则说明交流变送器损坏,应急解决办法是将该端子的检测线并到其他两个端子的任意一个上;长久解决办法则须更换交流变送器。
更换交流变送器的方法:首先必须断开电源系统的交流电和关掉监控单元的电源,否则可能对人身造成伤害或烧坏交流变送器。更换时如果连接线上没有标识,那么在拆交流变送器之前需要要做好相应的标识,否则在安装时会造成不便。
注意事项:安装好交流变送器后,需要检查连线无误后,方可送上交流电,然后打开监控单元的电源。核实交流显示是否与实际测量电压相符。
2.3交流接触器不吸合
对于采用交流接触器自动切换的电源系统,如果交流接触器不吸合,那么可能是下面几个情况引起的:①交流输入的A相缺相;②交流接触器线圈供电保险丝烧坏(此故障出现在早期的电源柜);③控制交流接触的辅助交流接触器损坏(早期电源上有辅助交流接触器);④交流接触器控制板(CEPU板)出现故障;⑤交流接触器线圈烧坏。
解决方法:用万用表进行检查,断开交流输入用万用表测量交流接触器的线圈,如果开路,那么说明交流接触器损坏,更换交流接触器即可。
交流接触器更换方法:首先必须将电源柜的交流电断开,更换前将各个连接线用标签做好标识;由于这两个交流接触器是机械互锁的,所以要注意安装好交流接触器之间的辅助触点和控制线;将交流接触器两端的交流导线连接牢靠,不能有松动。
3、直流配电单元故障处理
3.1 监控单元出现直流断路器断开告警
从两个层面考虑:①属于正常告警,直流断路器确实已经断开,无需处理;②断路器没有断开,但是监控单元出现告警,出现这个故障是由于检测线出现断开所致。处理方法:检查断路器的`检测线,也可以用“替换法”来定位问题所在。
3.2 直流断路器故障
蓄电池下电保护用的直流断路器使用的是常闭触点,在不控制的情况断路器是闭合的。如果给了断路器的断开控制信号,但是断路器不断开,那么说明断路器已经出现了故障,更换即可。
3.3 直流输出电流显示不正确
直流电流显示不正确分两种情况:①显示值与实测值比较偏大或偏小,原因是电流传感器的斜率选择不正确,在监控中将调整斜率调整合适即可;②电流显示出现异常情况,非常大或电流值显示不稳定。对于用分流器检测电流的设备来说是检测通道不通导致的:一种可能是分流器两边的检测线接触不良,可以关掉监控单元的电源,取下检测线用电烙铁将其焊接好即可;另外一种可能就是检测线接插件插针歪或接触不好,可以用镊子之类的工具将歪针校正或将接插件插好即可。
4、整流器故障处理
4.1 整流器无输出
整流器不工作,面板指示灯均不亮
首先检查交流电输入是否已经供到了整流器(检查整流器的交流输入开关是否合上),其次检查整流器的输入熔丝是否熔断;另一种情况是模块可能发生故障,此时需要更换故障模块。
整流器输入灯亮,输出灯不亮,故障灯亮
首先用万用表测量交流输入电压是否在正常范围内(160-280Vac),如果交流电压不正常,那么整流器处于保护状态;另一种情况是整流器出现了故障。
4.2过热
整流器内部主散热器上温度超过85℃时,模块停止输出,此时监控单元有告警信息显示。模块过热可能是因为风扇受阻或严重老化、整流器内部电路工作不良引起,对前一种原因应更换风扇,后一种原因需对该电源模块进行维修。
4.3 风扇故障
风扇故障的特征是风扇在该转的时候不转。这时应检查风扇是否被堵塞,如果是,清除堵塞物;否则,则是风扇本身损坏或连接控制部分发生故障,需拆下模块进行维修。
4.4 过流保护
整流器具有过流保护功能。若输出短路,则模块回缩保护,输出电压低于20V时整流器关机,此时面板上的限流指示灯亮。故障排除后,模块自动恢复正常工作。
结语
总之,电源作为通信系统的核心设备,是整个通信网络稳定运行的保障。因此,工作人员必须认真做好通信电源的维护工作,不断总结分析常见故障的原因和处理方法,做到有效预防、处理及时。
参考文献:
[1]赵倩.《电力通信网中通信电源故障的分析与维护》.通信电源技术,
[2]张晓军.《注重通信电源运行管理保证通信质量和安全》.中国科技博览,2009
[3]崔志东,赵艳.《高频开关通信电源系统的组成及维护与故障处理》.通信电源技术,
[4]肖明.《广移动通信电源设备的运行和维护》.通信电源技术,
[5]赵淑珍,何伟.《浅析通信电源系统的维护与使用》.黑龙江科技信息,2010
篇5：移动通信平台中使用的双路电源控制器MAX1715
移动通信平台中使用的双路电源控制器MAX1715
摘要：讨论了MAX1715在移动通信平台中的应用方法，电路设计，参数计算及实验电路和实验结果。关键词：移动通信平台 双路电源控制器 自动脉宽跳变 强制PWM模式
引言
专用移动通信平台（Especial Mobile Platform），简称EMP，是专门为特殊用户设计的，EMP可以使这些用户充分利用现有的蜂窝移动通信网的网络资源来传输他们的业务，从而节省了重新建网的费用和时间。EMP要求体积小，重量轻，功耗小，供电灵活，适应车载，具备“动中通信”条件，能适应部队、武警、公安、交通等部门和行业的使用需求。在EMP中常同时需要5V，3.3V，15V，以及可调的多路小功率直流电源以满足数据，语音，传真，短消息，全球定位等业务的需要。我们采用MAX1715设计了EMP的供电电路很好地满足了用户的需求。
1 MAX1715的工作模式
MAX1715中的MAXIM专有技术――快速PWM脉宽控制，是为宽输入输出电压比，负载快速变化时保持工作频率和电感工作点不变而设计的。快速PWM脉宽控制克服了电流模式控制中，固定频率控制带来的负载瞬态响应差的问题，并且克服了传统的常开通时间和常关闭时间的大范围变频PWM控制带来的问题。MAX1715还提供100ns常开通时间，从而在负载响应时保持相对稳定的开关频率。
如图1所示，快速PWM脉宽控制是一个伪固定频率，具有电压前馈控制的常开通时间电流模式控制。它依靠输出滤波电容的ESR做电流检测电阻，输出纹波电压提供PWM坡度信号。控制算法比较简单：上面开关的开通时间只是由一个单稳态电路来决定，该单稳态电路的工作期和输入电压成反比，而和输出电压成正比。另外一个单稳态电路设定最小的关断时间（典型值是400ns）。如果误差比较器输出低，开通时间单稳态电路被触发。
MAX1715的PWM控制器具有自动的脉宽跳变模式和强制PWM模式两种工作模式。
1.1 自动的脉宽跳变模式
对于跳变模式（脉宽跳变控制端SKIP置低，见图2），轻载时MAX1715自动由PWM控制跳变到PFM控制，这种跳变由一个比较器来决定，在电感电流过零时，该比较器截断了下端开关的开通时间。这种控制方式使脉宽跳变到PFM运行和脉宽不跳变的PWM运行的转折点对应于连续和不连续的电感电流转折点。这个转折点和蓄电池电压的关系不大，对于7V到24V的蓄电池电压，这个转折点基本保持不变。如果使用软饱和电感，PWM到PFM的转折点电流更小。
因为轻载时脉宽跳变，开关波形可能出现噪声和不同步，但是效率高。要在PFM噪声和效率间达到平衡就要改变电感值。通常，低电感值（假定线圈电阻保持恒定）在负载曲线中可以得到更宽的.高效范围；高电感值在重载时效率高（假设线圈电阻恒定）并且输出纹波小。高电感值还意味着体积更大，和降低负载瞬态响应（尤其是在低输入电压时）。
图1 MAX1715的快速宽控制逻辑图
直流输出的准确性由跟踪误差的水平决定，电感电流连续时要比不连续时对纹波的调整性要高50％。电感电流不连续时如果有斜坡补偿，则直流电压的调整率还可以提高1.5％。
1.2 强制PWM模式
在低噪声的强制PWM模式时，控制下端开关开通时间的过零比较器不工作。这使下端开关的波形和上端开关的波形互补。因为，PWM环要保持占空比为VOUT/VIN，所以，轻载时电感电流反向。强制PWM模式的好处是保持频率为常数，坏处是空载时电池电流有10mA到40mA，这由外部MOSFET决定。
强制PWM模式对提高负载瞬态响应，减小音频噪声很有好处，还能提高动态输出电压调整时所需的吸收电流能力，提高多路输出时的调整能力。
2 MAX1715的参数计算
我们设计的移动通信平台电路参数如下：
输入电压VIN=8～14.5V；
输出电压VOUT1=3.3V，VOUT2=5V；
蓄电池5×1.2V=6V，容量为2.8A・h；
纹波系数LIR=0.35；
负载电流3A；
开关频率第一路345kHz，第二路255kHz；
MOS管IRF7313，导通电阻RDS=0.032Ω，最大导通电阻RDS(MAX)=0.046Ω，VDSS=30V，CRSS=130pF。
在确定开关频率和电感工作点（纹波比率）前，先确定输入电压范围和最大负载电流。尖峰负载电流会对元器件的瞬态应力和滤波要求产生影响，并因此决定了输出电容选择，电感饱和率和限流电路的设计。连续负载电流决定了温度应力，并因此决定了输入电容及MOSFET的选择和其他要考虑热效应的器件的选择。一般设计连续负载
电流是尖峰负载电流的80％。
电感工作点也是效率和体积的折中，最小的最优电感使电路工作在导通关键点的边际（每个周期在最大负载电流时，电感电流刚好过零）。MAX1715的脉宽跳变算法在每个关键导通点启动跳变模式。所以，电感的运行点也决定了PFM/PWM模式转换的负载电流。最优的点是20％到50％电感电流间，所以，我们取LIR为0.35。
2.1 电感选择
开关频率和电感运行点〔纹波(％)即纹波系数LIR〕决定了电感值，电感的直流电阻要小，以减小电感的损耗。最好选择铁心电感，并且磁芯要足够大，以保证在尖峰电感电流时不会饱和。低电感值使电感电流上升较快，在负载突变时补充输出滤波电容上的电荷，瞬态响应快。
第一种输出的电感为L1（对应图2中的L8），第二路输出的电感为L2（对应图2中的L9），当VIN取10V时其计算值如下：
L1=VOUT1(VIN-VOUT1)/VIS×f×LIR×ILOAD(MAX)
=[3.3(10-3.3)]/[10×345×10 3×0.35(3/0.8)]
=4.88μH
取标称值6.8μH；
L2=VOUT2(VIN-VOUT2)/[VIN×f×LIR×ILOAD(MAX)]=
=7.47μH
取标称值6.8μH。
IPEAK=ILOAD(MAX)＋(LIR/2)×ILOAD(MAX)=（3/0.8）＋(0.35/2)×（3/0.8）
=4.41A
2.2 确定限流
限流的下限电流值等于最小限流门限（范围由50mV到200mV）除以下端MOSFET的最大通态电阻,这个最大通态电阻是考虑了每℃增加0.5％的值。
限流的方法有两种：一种是将脚3ILIM接脚
21VCC（见图2），对应的限流门限是默认值100mV；
另一种是由限流电路内部5μA电流源和ILIM外接
电阻调限流门限（电阻范围由100kΩ到400kΩ），
内部实际的限流门限是ILIM端电压的1/10。则
限流电阻RLIMIT为
RLIMIT=ILOAD(MAX)×RDS(MAX)×10/(5×10－6)
=(3/0.8)×0.046×107/5=345kΩ
取标称值280kΩ。
图2 MAX1715的实验电路
2.3 输出电容选择
输出电容（对应图2中C35及C41）的选择主要看ESR和耐压值而不仅仅看电容值。输出电容必须有足够小的ESR，以满足输出纹波和负载动态响应的需要；同时又必须有足够大的ESR以满足稳定性的需要。电容值也要足够大以满足满载到空载转换时吸收电感储能的需要，否则，过电压保护会触发。
在有CPU的应用场合，电容的尺寸取决于需要多大的ESR来防止负载瞬态响应时输出电压太低。如VDIP是瞬态输出电压，则ESR?VDIP/ILOAD(MAX)。
在没有CPU的应用场合，电容的尺寸取决于需要多大的ESR来保持输出电压纹波的水平。如Vp?p是电压纹波，则
ESR≤Vp-p/(LIR×ILOAD(MAX))
输出电容引起的不稳定工作体现在两个方面：双跳动和反馈电路不稳定。双跳动是由于输出噪声或ESR电阻太小使输出电压信号没有足够的坡度。这“欺骗”了误差放大器在400ns的最小死区后产生一个新的周期。电路不稳定是指在电源或负载扰动时产生振荡，这将触发输出过压保护或使输出电压降到设定值以下。稳定性由相对开关频率的ESR零点决定，电容的零点频率必须低于开关频率f决定的稳定点fESR。
fESR=f/π，fESR=1/（2×π×ESR×C)
我们选择了ESR零点频率低的钽电容，其电容值为330μF。
2.4 输入电容选择
输入电容（对应图2中C39，C40）主要是要满足抑制开关产生的纹波电流（IRMS）的需要。
(本网网收集整理)
采用陶瓷电容，铝电容比较合适，因为，它们的电阻能抑制开通时的浪涌电流。我们选用了10μF的铝电解电容和10nF的陶瓷电容。2.5 MOSFET选择
注意最大输入电压时的导通损耗和开关损耗之和不超过封装热限制。选择下端的MOSFET也应尽量具有小的导通电阻，虽然，下端MOSFET在最大输入电压时电阻上的功率损耗最大，但是，在Buck电路中下端的MOSFET是零电压开关，所以，下端的MOSFET导通损耗不是问题，还可以在下端开关管上并一个肖特基二极管，以防止下端开关管的体二极管在死区时间导通。
最坏导通损耗在占空比极限时产生。上端MOSFET在最小输入电压时的导通损耗最大，在最大输入电压时开关损耗最大，即
导通损耗PRDS=(VOUT2/VIN(MIN)I2LOAD×RDS
=5/8×3 2×0.046=0.2588W
开关损耗PS=VRSS×VIN(MAX)×f×ILOAD=
=(130×10 -12×14.5×345×10 3 ×3)/1
=0.0283W
3 实验结果
MAX1715由于没有电流检测电阻，并且有快速PWM控制和自动的脉宽跳变模式，所以，其效率相对其他应用电路更高，我们设计的电路实验效率达到了97％。电路图如图2所示。
4 结语
本文分析了MAX1715的原理及特点，并将其应用到移动通信平台中，满足了EMP多路供电要求，并且满足了体积小，重量轻，辐射小，供电灵活，效率高的要求，取得了较好的结果。
篇6：移动通信平台中使用的双路电源控制器MAX1715
移动通信平台中使用的双路电源控制器MAX1715
摘要：讨论了MAX1715在移动通信平台中的应用方法，电路设计，参数计算及实验电路和实验结果。关键词：移动通信平台 双路电源控制器 自动脉宽跳变 强制PWM模式
引言
专用移动通信平台（Especial Mobile Platform），简称EMP，是专门为特殊用户设计的，EMP可以使这些用户充分利用现有的蜂窝移动通信网的网络资源来传输他们的业务，从而节省了重新建网的费用和时间。EMP要求体积小，重量轻，功耗小，供电灵活，适应车载，具备“动中通信”条件，能适应部队、武警、公安、交通等部门和行业的使用需求。在EMP中常同时需要5V，3.3V，15V，以及可调的多路小功率直流电源以满足数据，语音，传真，短消息，全球定位等业务的需要。我们采用MAX1715设计了EMP的供电电路很好地满足了用户的需求。
1 MAX1715的工作模式
MAX1715中的MAXIM专有技术――快速PWM脉宽控制，是为宽输入输出电压比，负载快速变化时保持工作频率和电感工作点不变而设计的。快速PWM脉宽控制克服了电流模式控制中，固定频率控制带来的负载瞬态响应差的问题，并且克服了传统的常开通时间和常关闭时间的大范围变频PWM控制带来的问题。MAX1715还提供100ns常开通时间，从而在负载响应时保持相对稳定的开关频率。
如图1所示，快速PWM脉宽控制是一个伪固定频率，具有电压前馈控制的常开通时间电流模式控制。它依靠输出滤波电容的ESR做电流检测电阻，输出纹波电压提供PWM坡度信号。控制算法比较简单：上面开关的开通时间只是由一个单稳态电路来决定，该单稳态电路的工作期和输入电压成反比，而和输出电压成正比。另外一个单稳态电路设定最小的关断时间（典型值是400ns）。如果误差比较器输出低，开通时间单稳态电路被触发。
MAX1715的PWM控制器具有自动的脉宽跳变模式和强制PWM模式两种工作模式。
1.1 自动的脉宽跳变模式
对于跳变模式（脉宽跳变控制端SKIP置低，见图2），轻载时MAX1715自动由PWM控制跳变到PFM控制，这种跳变由一个比较器来决定，在电感电流过零时，该比较器截断了下端开关的开通时间。这种控制方式使脉宽跳变到PFM运行和脉宽不跳变的PWM运行的`转折点对应于连续和不连续的电感电流转折点。这个转折点和蓄电池电压的关系不大，对于7V到24V的蓄电池电压，这个转折点基本保持不变。如果使用软饱和电感，PWM到PFM的转折点电流更小。
因为轻载时脉宽跳变，开关波形可能出现噪声和不同步，但是效率高。要在PFM噪声和效率间达到平衡就要改变电感值。通常，低电感值（假定线圈电阻保持恒定）在负载曲线中可以得到更宽的高效范围；高电感值在重载时效率高（假设线圈电阻恒定）并且输出纹波小。高电感值还意味着体积更大，和降低负载瞬态响应（尤其是在低输入电压时）。
图1 MAX1715的快速宽控制逻辑图
直流输出的准确性由跟踪误差的水平决定，电感电流连续时要比不连续时对纹波的调整性要高50％。电感电流不连续时如果有斜坡补偿，则直流电压的调整率还可以提高1.5％。
[1] [2] [3] [4]
【平台通信电源稳定性研究与改造】相关文章：
文档为doc格式
