不是《通信电源技术》是国家级
李睿智 学号 【嵌牛导读】随着科技的高速发展，电子产品与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子产品都离不开可靠的电源。开关电源则以功耗小、效率高、体积小、重量轻的优势成为研究的热门。因此，提高对开关电源的研究就显得至关重要了。本文介绍了一种基于TL494的DC-DC升压型开关电源电路，该电路采用TL494电源控制芯片及其外围电路产生PWM波，并通过PWM波的占空比控制开关管的导通时间，实现不同电压的稳定输出。经过初步的计算，合理的选择了电路中的开关管，储能电感，滤波电容和续流二极管的参数。实验结果证明，该升压电路的效率高于80%，具有良好的电压调整率和负载调整率。 【嵌牛鼻子】DC-DC升压型开关电源、PWM波、开关管 【嵌牛提问】电子产品在人类的生活中起着日益重要的作用，而电子产品都离不开可靠的电源，如何设计制作出既安全、效率又高的电源呢？这成为人们越来越关心的话题。 【嵌牛正文】 1 ．引言 随着现代电子技术的迅速发展，电子产品对电源的要求也越来越高。电源的发展经历了从线性电源、相控电源再到开关电源的发展历程，而开关电源则以其开关频率高、体积小、效率高、可靠性高等特点占据着主导地位[1]。1955 年美国的罗耶 ( Roger G H)首次提出了自激振荡推挽晶体管直流变换器[2]，为开关电源的研究打下了理论基础。20世纪60年代，各种开关电源的拓扑电路已经较为成熟。改革开放以后，我国的开关电源技术也得到了长足的进步，并向着高频化、高效率，模块化等特点发展。 该电路选用TL494电源芯片作为整个电路的控制器，并搭建其外围电路，构成产生PWM波的控制电路。通过调节PWM波的占空比控制开关管的关断导通时间，从而达到升压的目的。最后，通过对开关管，储能电感，滤波电容和续流二极管参数的优化，使电路具有较高的效率，良好的电压调整率和负载调整率。 2 ．DC-DC升压型开关电源的基本原理 2.1 DC-DC开关电源的种类 开关电源的种类很多，按输入/输出有无隔离的角度，可以分为隔离式与非隔离式两大类型。隔离型的DC-DC开关电源可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等，非隔离型的又可分为降压式、升压式、极性反转式等[3]。本电路为非隔离型的DC-DC开关电源。 2.2 DC-DC开关电源的主电路 图2.2所示是DC-DC升压型开关电源的主电路，它的主要构成元器件包括开关管T，储能电感L、续流二极管D和滤波电容C[4]。该电路采用的是并联式的结构，既在主回路中开关管T与输出端负载RL并联。由PWM波控制开关管的关断导通时间，高电平时开关管导通，由于导通压降很小，所以续流二极管D截止，此时Ui通过开关管对电感器L充电，负载RL靠电容C中存储的电能供电。低电平时开关管关断，此时续流二极管D导通，Ui与电感器L产生的感应电势正向叠加后，通过续流二极管D对电容器C充电，并同时对负载RL供电。 由以上分析可见，并联式的开关电源电路可以使输出电压高于输入电压，既可实现DC-DC升压的功能。 2.3 DC-DC 开关电源的调制方式 2.3.1 脉冲频率调制 脉冲频率调制PFM（全称为Pulse Frequency Modulation），是指脉冲宽度不变，只通过调节工作频率的方式来改变占空比[5]。这种脉冲调制方式电路复杂，难以实现。 2.3.2 脉冲宽度调制 脉冲宽度调制PWM（全称为Pulse Width Modulation），是指脉冲频率不变，只通过改变脉冲宽度的方式来改变占空比[6]。 这种脉冲调制方式常用在开关型的稳压电路中，在不改变电路输出PWM波频率的情况下，通过电压反馈电路，调节输出PWM波的宽度[7]。电压反馈电路的工作原理是：当输入电压增大时，取样电阻输出的采样电压也将增大，并在比较放大器和基准电压进行比较，通过放大器输出的信号去控制PWM产生器，使输出脉冲占空比减小，输出电压保持稳定。反之，当输入电压减小时，PWM产生器输出脉冲占空比增大，输出电压仍可以保持稳定。 3 ．电源控制芯片TL494及其外围电路的设计 3.1 集成脉宽调制芯片TL494的介绍 如图3.1所示为TL494芯片的引脚图和内部结构，TL494是一种固定频率脉宽调制集成电路，内部集成了大部分的脉宽调制电路，几乎包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于各种开关电源中[8]。其内部置有两个误差放大器，1、2 引脚为误差放大器1的正负输入端，16、15 引脚为误差放大器2的正负输入端。3引脚为相位校正和增益控制端，4引脚为死区电平控制端。其内置有线性锯齿波振荡器，5、6引脚处可外置一个电容和一个电阻两个振荡元件。7引脚为接地，8、9引脚分别为三极管Q1的集电极和发射极，10、11引脚分别为三极管Q2的发射极和集电极，12引脚为电源VCC,13引脚为输出PWM波模式控制端，14引脚为内部5V基准电压输出端。 3.2 TL494芯片的外围电路 其工作频率可通过外接电阻RT和外接电容CT确定。其计算公式如下: f=1.1/（RT˙CT） 电阻RT的值选为22kΩ，电容CT的值选为1nF，计算得工作频率为50kHZ，既输出PWM波的频率50kHZ。 13引脚为输出PWM波模式控制端，当该引脚为高电平时，两个三极管推挽输出，最大占空比只有48%。为了提高输出能力，将13引脚接地，这使得触发器不起作用，两个三极管输出相同，最大占空比可达到96%。为了提高驱动能力，将两个三级管并联输出，8、11引脚接电源，9、10引脚并联后作为PWM波输出端。 1引脚为反馈信号输入端，为了保持输出电压的稳定性，将该引脚接到电路的输出端，同时将2引脚接入参考电压，参考电压的值由14引脚的5V基准电压经过电阻R3，RP2和R4组成的分压电路提供，一般调节可调电阻RP2的值，使参考电压的值在2.2V-2.3V之间。2、3引脚之间的C2、R5和R6构成的RC网络，可调节误差放大器1的增益和改善开关电源的动态性能，16引脚用作过流保护的输入端，可直接将地反馈给该引脚，使过流保护的作用更佳。 4 ．开关电源主要元器件参数的选择 4.1 开关管T的参数选择 开关管T在电路中承受的最大电压是1.1×1.2U0（U0为输出电压），在实际工程中选择开关管时，应保证有足够的余量，通常选择2~3倍的1.1×1.2U0。开关管T的最大工作电流，通常选择2~3倍的Ii（Ii为输入电压）[9]。在综合考虑开关管的最高开关频率，导通电阻和驱动电路等关键指标的情况下，本电路选择TP75N75，该开关管的最大VDS=75V，最大ID=75A，导通电阻仅8mΩ，其余量完全能够满足实际电路的需求。 4.2 储能电感L的参数选择 稳压电源工作时，流过电感的电流由直流平均值和纹波分量两部分组成。纹波分量是三角波，设其增量为ΔI，则 则根据电感选择公式[10]，得 因为开关频率f为50kHZ，通过计算得电感L的值为50μH左右，在实际工程中为保证充分余量，通常选用100μH/2A的电感，在实际制作的过程中发现自行绕制的电感效果不是太好，所以建议最好购买正规产商生产的电感。 4.3 滤波电容C的参数选择 在VT导通的TON期间内，由滤波电容C 给负载供电，设此期间C上的电压降为△U0（△U0为纹波电压）。则又 所以 因为开关频率f为50kHZ，同时为了尽量减小输出电压的纹波，所以滤波电容C取2200μF/50V，保证了充分的余量。 4.4 续流二极管D的参数选择 在电路中续流二极管的主要作用是开关管导通时，续流二极管D截止，电容C对负载供电；开关管关断时，续流二极管D导通，Ui与电感L通过续流二极管D对电容器C充电，并同时对负载RL供电。所以D的最大反向电压为U0，流过的最大电流是输入电流II，此外续流二极管还需满足开关频率高，导通电阻小的要求，通常选用肖特基二极管，本电路选择三端肖特基二极管MBR60100CT，其最大反向工作电压为100V，最大工作电流为60A，保证了充分的余量。 5 ．开关电源电路的测试与相关数据计算 5.1 实验电路的原理图绘制 5.2 实验电路的PCB图绘制 在绘制PCB图时，应尽量把电源线和地线布粗，这样可以减少损耗，并且可以使电路过大电流。为了画图的方便以及节约空间，信号线则可以细点。另外，若焊接电路板时背面需要用导线连接，靠近输入输出处的导线应使用粗线，避免分流，反馈线可使用较细的导线。 5.3 实验电路相关参数的测试 5.3.1 负载调整率（输入电压UI为10V，输出电压UO为20V） 表5.3.1 负载调整率 所以负载调整率为：（20.00-19.59）/20≈2%。 5.3.2 电压调整率（输出电压UO为20V，输出端负载R不变） 表5.3.2 电压调整率 所以电压调整率为：（20.15-19.86）/20=1.45%。 5.3.3 升压电路的效率 表5.3.3升压电路的效率 5.4 实验结果分析 综上实验数据可得，本升压电路可以实现最高36V的输出，最大输出电流可达1.6A，效率高于86%，负载调整率约为2%，电压调整率为1.45%，并且具有过压保护和过流保护的能力。6 ．总结 本文介绍了一种基于TL494的DC-DC升压型开关电源电路。在制作的过程中，采用非隔离型的DC-DC开关电源主电路，通过电压反馈调节PWM波的占空比，实现输出电压的稳定。并通过对开关管T、储能电感L、滤波电容C和续流二极管D的参数选择，使该电路达到最佳的性能指标。最后，对电路的负载调整率、电压调整率、效率进行测试。从实验结果可得，该电路实现了从(15V~20V)到(18V~36V)的升压功能，具有效率较高，良好的负载调整率和电压调整率的特点，且性能稳定，抗干扰能力强。 参考文献 [1] 李文才,鲁传峰.新一代开关电源发展趋势[J].能源技术与管理.2008(05). [2] 方舟.通信高频开关电源的现状及展望[J].电源世界,2008(10):35-37. [3] 赵容,张波.同步整流关键技术及主要拓扑分析.电路与系统学报[N],2004,9(3): 100-104. [4] 白炳良,周慰君.基于TL494开关电源的设计.大学物理实验.2009(01). [5] 林荫宇.移相全桥零电压PWM变换器的建模与仿真[J].重庆大学学报.2000,78-85. [6] 邹怀安,张锐.开关电源的PWM-PFM控制电路[J].电子质量.2004(03). [7] 华伟.通信开关电源的五种PWM反馈控制模式研究[J].通信电源技术.2001(02). [8] 沙占友,孟志永.开关电源专用芯片的选择及其应用[J].电源技术应用.2012(05). [9] 刘慧娟,黄权.开关电源效率的优化设计[J].声屏世界.2015(S1). [10] 毛景魁.锂电池并联的 Boost 升压电路设计与仿真[J].实验室研究与探索.2012(9): 214-218.
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通信业已经走进了千家万户，成为了大家日常生活不可分割的一部分，如今一些高校也设立了专门的通信专业。下面我给大家带来通信专业 毕业 论文题目参考_通信方向专业论文题目，希望能帮助到大家!
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要是发普通期刊，机动时间在6个月，就是说，在半年内准备即可。要是发核心期刊，得提前准备，机动时间得一年半至两年。电源类的，这些期刊都不错：<电源学报><磁性元件与电源><通信电源技术><移动电源与车辆><电源世界>电源技术应用><电源技术>。
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《通信电源技术》正规期刊，新闻出版总署名可查，知网全文收录，评职称可以的！您可把文章发到350718974@qq.com.刊名： 通信电源技术 Telecom Power Technologies主办： 武汉洲际通信电源集团公司周期： 双月出版地：湖北省武汉市语种： 中文;开本： 大16开ISSN： 1009-3664CN： 42-1380/TN邮发代号： 38-371历史沿革：现用刊名：通信电源技术创刊时间：1984期刊荣誉：Caj-cd规范获奖期刊
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通信电源的管理与维护1 通信电源系统的组成电源是通信系统的重要组成部分。一个完整的通信电源系统由5个部分组成：交流配电单元、整流模块、直流配电单元、蓄电池组、监控系统。2 对通信电源系统的基本要求和特点对通信电源系统的基本要求是可靠性和稳定性。一般通信设备发生故障的影响面比较小，是局部性的，但如果通信电源系统一旦发生故障，通信系统将全部中断，所以电源系统要应有备份设备，电源设备要有备品备件，市电要有双路或多路输入，交流和直流互为备用。我国对通信电源的要求是：防雷措施要求完善，设备允许的交流输入电压波动范围大，多重备用系统以防止电源系统发生电源完全中断故障。由于电网分布和利用市电的条件存在千差万别，许多地方的市电电压波动范围很大。特别是一些变电站、微波站、光通信站和模块站等，有时交流电电压波动范围达±30%以上。为提高市电的可用度，要求电源设备具有更宽的工作电压范围，否则就要增加稳压装置。3 通信电源的管理3．1 加强对电源设备的重视电源设备与通信网中的其它设备（如交换、传输等）有较大的不同，本质上，电源设备是机电设备而非通信设备。正因为如此，在通信中，它得不到充分的重视，无论是在组织机构、人员、资金还是管理上，都得不到相应的保证。然而，必须看到，通信电源作为整个通信电信网中的能量保证，它的作用是整体和全局性的。虽然它不是通信网主流设备，但它却是通信网中最重要、最关键的设备。3．2 加强电源管理上的专业化对通信电源要求通信网上的各级管理层次和建设、维护方面应该有独立的电源专业管理机构和人员。因为通信电源是一个专业，而且是个包括多种系统和学科的大专业，因此，应该对它作相应的专业管理，由其它专业人员来兼管电源专业是不够的，也是不科学的。3．3 重视通信电源系统初期的设计、安装电源系统设计时应充分考虑容量大小、地理位置、空间布置、未来发展、设备质量、工作勘察与设计、运行方式选择、建设管理、运行维护管理等各个环节。其中对于设备选择、方案设计、工程管理等环节尤其要加强重视和管理。3．4 电源设备购置与维护的具体措施1）在购置通信电源过程中，除考虑性价比外，要考虑高可靠性、多种自动保护功能、宽电压、良好的均流均衡性能、在线运行模式，要考虑是否严格按照ISO-9000质量保证体系组织生产，另外系统故障率、防雷和电涌措施、交直流配电一体化等都应是分析考虑配置的重点。要选用可靠性高的设备，合理配置备份设备。2）供电方式要大力推广分散供电，要有备品和备份，使用同一种直流电压的通信设备，采用两个以上的独立供电系统。这样就能够保证在其中一种电源设备发生故障时，另一种电源设备能够及时排除。3）为了尽量缩短设备的平均故障修复时间，要经常分析运行参数，预测故障的发生，并及时排除。4）设备宜采用模块化、热揷拔式，便于更换和维修。再一个就是平时应建立起对电源故障的应急措施，保证可靠供电。最后，要提高技术水平，大力推广集中维护体制。实施集中监控管理是技术发展的必然趋势，是现代化通信网的需要，也是企业减员增效的措施之一。随着通信设备的日益集成化、小型化，各种电源设备也要智能化、标准化，符合开放式通信协议。集中监控必须逐步实施，在实施过程中，三遥（遥信、遥测、遥控）点的设备要合理，决不是越多赿好，否则其效果适得其反。4 加强蓄电池维护通信电源涵盖范围很广，它至少应包括交流高电压、自备柴油发电机、UPS整流装置、蓄电池组、防雷接地、动力环境监控等这几大系统。在这几类系统中，直流系统和USP是直接供给通信负荷的，因此最为重要。而在这些系统中，蓄电池作为不间断供电的保证，在整个电源系统中最为关键。蓄电池不但在交流系统或整流系器出现问题是保证不间断供电，而且还能在市电和自备柴油发电机正常转换时提供保证。所以蓄电池是整个通信电源系统维护的关键。在通信电源系统的日常维护中，蓄电池的维护测试和诊治是十分烦琐而又必须十分细致的事。通信系统现在应用较为普遍的免维护密封式蓄电池，它的日常维护相对要简单得多。对电池维护时的事项如下：蓄电池出厂时已经充分充电，在运输或保存过程中由于自放电会损失一部分容量，所以使用前应进行大充大放以补充电参；搬运蓄电池时要搬运电池底部，绝对不要在端子部用力；绝对不要打开排气阀；阀控式铅酸免维护蓄电池使用前不需检查液面和加水，不要将蓄电池安放在产生火花物体附近或密封场所；免维护铅酸蓄电池横、正放置均可，但在经常震动下应正立使用；相邻蓄电池接线可紧密一些，但多列并排使用时为较好散热，各列间应保持在10mm左右；连接好后应将各导电体盖上绝缘盖并拧紧；充电后若不立即使用，应尽量避免放置于高温环境，温度越高，自放电越大；长期保存后有时不经过几次循环充放电、容量不能充分恢复；放电时，周围温度应控制在-15～＋45℃范围内；充放电电压精度在±2%以内为最好；无论是使用或不使用的蓄电池，都应定期（3个月或6个月）进行充放电；清扫蓄电池时应使用湿布，干布或化纤布有可能使使蓄电池外壳裂开，造成漏液或腐蚀着火；检查维修时应穿戴橡胶手套和胶皮鞋等保护用品；如果蓄电池组容量下降到额定容量的60%以下时，可视为寿命终止；在USP等转换器上使用时，应安装电容器，以防止人转换器来的返还电流流入电池。5 通信电源系统的防雷通信电源的管理还包括对外来引入电流、电压的管理措施，碰触电力线和雷击就是最主要的强电流、电压的引入方式。5．1 雷击产生的危害雷击产生强大电流和高电压对人体和设备都将造成重大损害。直接雷或间接雷都将对通信设备产生巨大危害。防雷是一个系统工程，某种有效技术和器材的采用，只能降低雷击危害的概率、减少损害，必须对所有进出局的电缆电线屏蔽和防雷处理，采用完善的接地系统，按照规范要求严格接地、减少雷害。5．2 防雷接地为了防止雷电产生的过电压过电流损坏电源设备，在通信电源系统中，通信机站一般设有防雷接地装置，其接地阻值≤5Ω，在土壤电阻率低的地方，接地阻值应≤1Ω。在通信电源系统中，要求防雷接地线一定要与工作接地和保护接地线分开，而在电力通信电源系统中，要求防雷接地、工作接地、保护接地共用一组地线。现在已开发了各种各样的雷电防护及接地技术，这些都是确保通信网络可靠性的重要技术，也是通信领域中重要的基础技术。现已普遍采用的联合接地系统和进出线防雷系统遍以及各种保安器，是目前行之有效的办法。搞好通信设备的防雷工作，同时还要采用理论和实用方面都比较成熟的避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等设备，诱导雷电流通过接地线进入大地。事实证明，联合接地系统和进出线的防雷系统处理得好时能大大降低雷击损坏概率。从接地的目的来看，特别是室外设备接地，防漏电和防雷显得特别重要。对它们的接地电阻要求，照技术规范的规定执行即可。为了保证接地电阻符合规范要求，施工后的接地及电阻的检查和测试工作就非常必要，定期或不定期的对接地电阻进行测试，检查接地装置系统，是一项应坚持的必要的制度。6 结束语综上所述，在通信网的构成中，电源是它的“血脉”，是确保通信畅通的必要条件。只有从主观上足够重视，并创造良好的客观运行环境，做到管理专业化、制度化，设备、技术先进化，操作、维护现代化，才能保证通信电源系统和通信管理系统的安全运行，确保通信的可靠畅通。
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