在通信电源中，主要用到两种类型的电源，分别为线性电源和开关电源，在这篇文档中，主要针对这两种类型的电源电路的工作原理进行简要的介绍，同时对相关参数和电源芯片的选取方法进行了简要介绍。
一、线性电源
这里要介绍的线性电源主要包括低压线性稳压电源LDO电路和芯片内部集
成的LDO电路，下面针对这两种电路进行介绍。
1.1 LDO电源
1.1.1 LDO的基本原理
低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1所示，该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。
图1-1 低压差线性稳压器基本电路
取样电压加在比较器A的同相输入端，与加在反相输入端的基准电压Uref 相比较，两者的差值经放大器A放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降减小，从而使输出电压升高。相反，若输出电压 Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的前驱动电流减小，从而使输出电压降低。供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
1.1.2 LDO的主要参数
低压差线性稳压器LDO的主要参数如如下几个：
1）输出电压(Output Voltage)
输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数，也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。固定输出电压稳压器使用比较方便，而且由于输出电压是经过厂家精密调
整的，所以稳压器精度很高。但是其设定的输出电压数值均为常用电压值，不可能满足所有的应用要求，但是外接元件数值的变化将影响稳定精度。
2）最大输出电流(Maximum Output Current)
用电设备的功率不同，要求稳压器输出的最大电流也不相同。通常，输出电流越大的稳压器成本越高。为了降低成本，在多只稳压器组成的供电系统中，应根据各部分所需的电流值选择适当的稳压器。
3）输入输出电压差(Dropout Voltage)
输入输出电压差也是低压差线性稳压器重要的参数。在保证输出电压稳定的条件下，该电压压差越低，线性稳压器的性能就越好。比如，5.0V的低压差线性稳压器，只要输入5.5V电压，就能使输出电压稳定在5.0V。
4）接地电流(Ground Pin Current)
接地电路IGND是指串联调整管输出电流为零时，输入电源提供的稳压器工作电流。该电流有时也称为静态电流，但是采用PNP晶体管作串联调整管元件时，这种习惯叫法是不正确的。通常较理想的低压差稳压器的接地电流很小。
5）负载调整率(Load Regulation)
负载调整率可以通过图1-2和式1-1来定义，LDO的负载调整率越小，说明LDO抑制负载干扰的能力越强。
图1-2 Output Voltage&Output Current
(1-1)
式中，△Vload—负载调整率
Imax—LDO最大输出电流
Vt—输出电流为Imax时，LDO的输出电压
Vo—输出电流为0.1mA时，LDO的输出电压
△V—负载电流分别为0.1mA和Imax时的输出电压之差
6）线性调整率(Line Regulation)
线性调整率可以通过图1-3和式1-2来定义，LDO的线性调整率越小，输入电压变化对输出电压影响越小，LDO的性能越好。
图1-3 Output Voltage&Input Voltage
(1-2) 式中，△Vline—LDO线性调整率
Vo—LDO名义输出电压
Vmax—LDO最大输入电压
△V—LDO输入Vo到Vmax'输出电压最大值和最小值之差
7）电源抑制比(PSSR)
LDO的输入源往往许多干扰信号存在。PSRR反映了LDO对于这些干扰信号的抑制能力。
1.1.3 LDO电源芯片的选取
低压降（LDO）线性稳压器的成本低，噪音低，静态电流小，这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容。
LDO的输入电流基本上是等于输出电流的，如果压降太大，耗在LDO上能量太大，效率不高。如果输入电压和输出电压很接近，最好是选用LDO稳压器，可达到很高的效率。压差Dropout、噪音Noise、电源抑制比PSRR、静态电流Iq，这是LDO的四大关键数据。在选择LDO时，需要考虑的基本问题包括输入电压范围、预期输出电压、负载电流范围以及其封装的功耗能力等。
1）输入、输出以及降低电压
选择输入电压范围可以适应电源的LDO。在确定LDO是否能够提供预期输出电压时需要考虑其压降。输入电压必须大于预期输出电压与特定压降之和，即VIN>VOUT+VDROPOUT。如果VIN降低至必需的电压以下，则我们说LDO出现“压降”。输出等于输入减去旁路元件的RDS(on)乘以负载电流。选用可提供预期
输出电压的LOD作为节省外部电阻分压器成本与空间的固定选项，外部电阻分压器一般用于设置可调器件的输出电压。利用可调LDO可以设置输出，以提供内部参考电压，其一般为1.2V左右，只需把输出连接到反馈引脚。
2）负载电流要求
考虑负载需要的电流量并据此选择LDO。
3）封装与功耗
小型封装包括流行的3×3mm SOT-23、小型2.13×2.3 mm SC-70以及亚1
毫米高度封装、Thin SOT及无引线四方扁平封装(QFN)。由于在下侧采用了能够在器件与PC板之间建立高效散热接触的散热垫，QFN因而可提供更好的散热特性。一般来说，封装尺寸越小，功耗越小。但是QFN封装可以提供极佳的散热性能，这种性能完全可与尺寸是其1.5～2倍的众多封装相媲美。不要超过封装的最大功耗额定值。功耗可以采用PDISSIPATION=(VIN-VOUT)/(IOUT+IQ)进行计算。4）LDO拓扑与IQ
为了最大化电池的运行时间，需要选择相对于负载电流来说静态电流IQ较低的LDO。例如，考虑到IQ只增加0.02％的微不足道的电池消耗，在100mA负载情况下，一般采用200μA的IQ比较合理。另外，需要注意在数据表中对IQ 是如何规定的。某些器件是在室温条件下规定的，或者只提供显示IQ与温度关系的典型曲线。尽管这些情况有用，但是并不能保证最大的静态电流。如果IQ 比较重要，则需要选择在所有负载、温度和工艺变量情况下都能保证IQ的器件，并且需要选择MOS类旁路器件。
5）输出电容器
典型LDO应用需要增加外部输入和输出电容器。选择对电容器稳定性方面没有要求的LDO，可以降低尺寸与成本，另外还可以完全消除这些元件。请注意，利用较低ESR的大电容器一般可以全面提高PSRR、噪声以及瞬态性能。陶瓷电容器通常是首选，因为它们价格低而且故障模式是断路，相比之下钽电容器比较昂贵且其故障模式是短路。输出电容器的等效串联电阻(ESR)会影响其稳定性，陶瓷电容器具有较低的ESR，大概为10豪欧量级，而钽电容器ESR在100豪欧量级。另外，许多钽电容器的ESR随温度变化很大，会对LDO性能产生不利影响。
1.2 芯片内部集成LDO电路
对于带有集成LDO电路的芯片，只要在外部加上适当的调节电路便可产生芯片所需的相应电压。工作原理同1.1中介绍，这里不再赘述。
以芯片AR7240的内部集成LDO电路为例，如图1-4所示，该芯片内部集成了多个LDO电路，通过外部3.3V电压结合PNP二极管等即可为芯片电路提供工作所需的1.2V，2.5V等电压。
图1-4 AR7240内部集成LDO电路
二、开关电源
开关稳压器利用无源磁性元件和电容电路元件的能量存储特性，从输入电压源获取分离的能量，暂时地把能量以磁场形式存储在电感器中，或以电场形式存储在电容器中，然后将能量转换到负载，实现DC/DC变换。
开关稳压器拓扑结构可分为两种基本类型：非隔离型（在工作期间输入源和输出负载共用一个共同的电流通路）和隔离型（能量转换是用一个相互耦合磁性元件（变压器）来实现的，而且从源到负载的耦合是借助于磁通而不是共同的电器）。三种基本的非隔离开关电源电路如图2-1所示，分别为BUCK降压电路，BOOST升压电路和BUCK/BOOST升降压电路；三种基本的非隔离开关电源如2-2所示，分别为反激变换器，正激变换器和桥式变换器。
图2-1 三种基本的非隔离开关电源电路
图2-2 三种基本的隔离开关电源电路
在低功率情况下，常用的开关电源电路有BUCK、 BOOST和反激电路，接下来主要针对这几种电路进行相关工作原理的介绍。
2.1 BUCK电路
BUCK基本电路如图2-3(A)所示，T是开关器件，D为续流二极管，L和C组成LPF滤波电路。
工作过程中，开关T 和二极管D 轮流导通，等效电路如图2-3(B)和2-1(C)所示。当],0[DT t ∈时，控制信号使开关T 导通，D 截止，输入电压经T 和L 向C 充电，这一电流使电感L 中的储能增加，电容C 充电；当],[T DT t ∈时，T 截止，D 续流，电感L 感应出左负右正的电压，经负载R 和续流二极管D 释放电感L 中储存的能量，输出电压U0靠C 放电和L 中电流下降维持。
图2-3 BUCK 基本电路
2.2 BOOST 电路
BOOST 电路是一种开关直流升压电路，基本电路如图2-4所示。开关管导通时，电源经由电感-开关管形成回路，电流在电感中转化为磁能贮存；开关管关断时，电感中的磁能转化为电能在电感端左负右正，此电压叠加在电源正端，经由二极管-负载形成回路，完成升压功能。
图2-4 BOOST 基本电路
下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路。
1）充电过程
在充电过程中，开关导通，二极管截止，等效电路如图2-5，开关处用导线代替。这时，输入电压流过电感。二极管防止电容对地放电。由于输入是直流电，所以电感上的电流以一定的比率线性增加，这个比率跟电感大小有关。随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。
图2-5 BOOST电路充电过程
2）放电过程
如图2-6所示，这是当开关断开，二极管导通时的等效电路。当开关断开时，由于电感的电流保持特性，流经电感的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而原来的电路已断开，电感只能通过新电路放电，即电感开始给电容充电，电容两端电压升高，此时电压已经高于输入电压了，升压完毕。
图2-6 BOOST电路放电过程
说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。如果电容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流。如果这个通断的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。
2.3 反激电路
所谓反激式变压器开关电源，是指当变压器的初级线圈正好被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供功率输出，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出，这种变压器开关电源称为反激式开关电源。
反激变压换的基本电路如图2-7所示，工作原理是：主开关管S导通时，二次侧二极管D关断，变压器T储能；主开关管S关断时，二次侧二极管D导通，
变压器T储能向负载释放。反激变换器的变压器比较特殊，他兼起储能电感作用，称为储能变压器（或电感－变压器）。
在开关导通时间，能量存储在变压器的初级电感中。注意同名端‘·’端，我们看到当开关截止时，漏极电压上升到输入电压，引起次级对地电压上升，这迫使二极管导通，提供输出电流到负载和电容充电。
图2-7 反激电路
为防止负载电流较大时磁心饱和，反激变换器的变压器磁心要加气隙，降低了磁心的导磁率。在开关管关断时，反激变换器的变压器储能向负载释放，磁心自然复位，因此反激变换器无需另加磁复位措施．磁心自然复位的条件是：开关导通和关断时间期间，变压器一次绕组所承受电压的伏乘积相等。
2.4 电路拓扑的选择
最好你在设计一个电源之前，应当预先知道你的电源工作的系统。详细了解此系统对电源的要求限制。对系统透彻地了解，可大大降低成本和减少设计时间。
实际操作时，你可以从变换器要求的规范列一个表，并逐条考虑。你将发现根据这些规范限制你以选择的拓扑仅是一个到两个，而且根据成本和尺寸拓扑选择很容易。
一般情况下，可根据以上各考虑选择拓扑：
1）输入与输出：如果输出与输入共地，则可以采用非隔离的Buck，Boost 共地变换器。这些电路结构简单，元器件少。如果输入电压很高，从安全考虑，一般输出需要与输入隔离。
在选择拓扑之前，首先应当知道输入电压变化范围内，输出电压是高于还是低于输入电压？例如，Buck 变换器仅可用于输出电压低于输入电压的场合，所以，输出电压应当在任何时候都应当低于输入电压。如果输出电压始终高于输入电压，就得采用 Boost拓扑。如果输出电压与输入电压比太大（或太小）是有限制的，例如输入 400V，要求输出 48V 还是采用 Buck 变换器，则电压比太大，虽然输出电压始终低于输入电压，但这样大的电压比，尽管没有超出控制芯片的
最小占空比范围，但是，限制了开关频率。而且功率器件峰值电流大，功率器件选择困难。如果采用具有隔离的拓扑，可以通过匝比调节合适的占空比，达到较好的性能价格比。
2）占空度：开关变换器的变换比（输出电压与输入电压比）太大或太小是有限制的。首先，变换器占空比（开关导通时间与开关周期之比）受控制芯片最大和最小值的限制。在有些拓扑中，占空比不能大于0.5。总之，通用 PWM控制 IC 芯片通常不保证占空比能大于 0.85。例如，开关频率为 250kHz，周期为4μs，如果占空比是 0.1，MOSFET的导通时间仅为 0.4μs，要是 MOSFET的开通时间为0.1μs，关断时间也为0.1μs，几乎大部分导通时间被过渡时间“吃”掉了，损耗加大。这就是为什么变换功率越高，工作频率越低的原因之一。
3）需要多少组输出电压？如果大于 1,除非增加后续调节器，一般需要一个变压器。如果输出组别太多，建议最好采用几个变换器。
4）是否需要隔离？多少电压？隔离需要变压器。
在设计前预先要知道次级与初级是否需要隔离。如输入由电网或高压供电，作为商品有安全规范（以及 EMI 问题）需要隔离的要求。典型的例子是输入与输出有 500V 交流耐压要求。知道安全要求后，有些拓扑，像没有隔离的 Buck,Boost 等将排除在外。
5）EMI 要求是什么？如果要求严格，建议不要采用像 Buck一类输入电流断续的拓扑，而选择电流连续工作模式。
6）是否要求电源空载？电感(包括反激变压器)电流（安匝）连续还是断续：在断续模式的变换器中，电感电流在周期的某些时刻电流为零。电流（安匝）连续是要有足够的电感量维持最小负载电流ILmin（包括假负载），在周期的任何时刻电感都应当有电流流通。在实际电源设计时，一般电源有空载要求，又不允许电感体积太大，在轻载时肯定断续，在这种情况下，有时设置假负载，并当负载电流超过使假负载断开，否则可能引起闭环控制的稳定性问题，应当仔细设计反馈补偿网络。
2.5 DC/DC芯片的选取
选择使用DC/DC电源模块除了最基本的电压转换功能外，还有以下几个方面需要考虑：
1）额定功率
一般建议实际使用功率是电源模块额定功率的30～80%为宜(具体比例大小还与其他因素有关，后面将会提到)，这个功率范围内电源模块各方面性能发挥都比较充分而且稳定可靠。负载太轻造成资源浪费，太重则对温升、可靠性等不利。
2）封装形式
电源模块的封装形式多种多样，符合国际标准的也有，非标准的也有，就同一公司产品而言，相同功率产品有不同封装，相同封装有不同功率，那么怎么选择封装形式呢?
主要有三个方面：①一定功率条件下体积要尽量小，这样才能给系统其他部分更多空间更多功能;
②尽量选择符合国际标准封装的产品，因为兼容性较好，不局限于一两个供货厂家;
③应具有可扩展性，便于系统扩容和升级。选择一种封装，系统由于功能升级对电源功率的要求提高,电源模块封装依然不变,系统线路板设计可以不必
改动,从而大大简化了产品升级更新换代，节约时间。
3）温度范围与降额使用
一般厂家的电源模块都有几个温度范围产品可供选用：商品级、工业级、军用级等，在选择电源模块时一定要考虑实际需要的工作温度范围，因为温度等级不同材料和制造工艺不同价格就相差很大，选择不当还会影响使用，因此不得不慎重考虑。可以有两种选择方法：一是根据使用功率和封装形式选择，如果在体积(封装形式)一定的条件下实际使用功率已经接近额定功率，那么模块标称的温度范围就必须严格满足实际需要甚至略有裕量。二是根据温度范围来选，如果由于成本考虑选择了较小温度范围的产品，但有时也有温度逼近极限的情况，怎么办呢?降额使用。即选择功率或封装更大一些的产品，这样“大马拉小车”，温升要低一些，能够从一定程度上缓解这一矛盾。降额比例随功率等级不同而不同，一般50W以上为 3～10W/℃。总之要么选择宽温度范围的产品，功率利用更充分，封装也更小一些，但价格较高;要么选择一般温度范围产品，价格低一些，功率裕量和封装形式就得大一些。应折衷考虑。
4）工作频率
一般而言工作频率越高，输出纹波噪声就更小，电源动态响应也更好，但是对元器件特别是磁性材料的要求也越高，成本会有增加，所以国内电源模块产品开关频率多为在300kHz以下，甚至有的只有100kHz左右，这样就难以满足负载变条件下动态响应的要求，因此高要求场合应用要考虑采用高开关频率的产品。另外一方面当电源模块开关频率接近信号工作频率时容易引起差拍振荡，选用时也要考虑到这一点。鼎立信电源模块开关频率最高可达500kHz，具有优良的输出特性。
5）隔离电压
一般场合使用对电源模块隔离电压要求不是很高，但是更高的隔离电压可以保证电源模块具有更小的漏电流，更高的安全性和可靠性，并且EMC特性也更好一些，因此目前业界普遍的隔离电压水平为1500VDC以上。
6）故障保护功能
有关统计数据表明，电源模块在预期有效时间内失效的主要原因是外部故障条件下损坏。而正常使用失效的机率是很低的。因此延长电源模块寿命、提高系统可靠性的重要一环是选择保护功能完善的产品，即在电源模块外部电路出现故障时电源模块能够自动进入保护状态而不至于永久失效，外部故障消失后应能自动恢复正常。电源模块的保护功能应至少包括输入过压、欠压、软启动保护;输出过压、过流、短路保护，大功率产品还应有过温保护等。
7）功耗和效率
输出功率一定条件下，模块损耗功耗越小，则效率越高，温升就低，寿命更长。除了满载正常损耗外，还有两个损耗值得注意：空载损耗和短路损耗(输出短路时电源模块损耗)，因为这两个损耗越小，表明模块效率越高，特别是短路未能及时采取措施的情况下，可能持续较长时间，短路损耗越小则因此失效的机率也大大减小。当然损耗越小也更符合节能的要求。
1、输出纹波噪声的测量及输出电路的处理 PWM 开关电源的输出的纹波噪声与开产频率有关。其纹波噪声分为两大部分：纹波（包括开关频率的纹波和周期及随机性漂移）和噪声（开关过程中产生）。 周期及随机性漂移 在纹波与噪声的测量过程中，如果不使用正确的测量方法将无法正确地测量出真出的输出纹波噪声。下面是推荐的测量方法： 平行线测量法:输出管脚接平行线后接电容,在电容两端使用20MHz C 为瓷片电容，负载与模块之间的距离在51mm 和76mm(2in.和3in)之间。 在大多数电路中, 2、多路输出的交互调节及其应用 交互调节的优点。图中lo1路负载电流、Vo2为辅助路输出电压。由图可见，20% 100% Io2 在主路负载从20%～100%变化时，辅助路输出电压随 辅助路负载电流的变化曲线中，辅助路输出电压始终在±4%范围之内。即使在最坏的情况，即主路空载、辅助路江载，主路满载、辅助路空载时其输出电压也能保证在标称电压的±10%范围之内。由此，对于输出稳压精度要求不太高的情况下，这种不稳压的辅助输出不仅能够满足供电的条件，而且相对成本低、器件少、可靠性高。建议用户首先考虑不稳压的辅助输出的电源模块。 开关电源基础知识简介
3、容性负载能力与电源输出保护 建议用户对电源模块的阻性负载取大于10%额定负载，这样模块工作比较稳定。 电容作为电源去耦及抗干扰的手段，在现代电子线路中必不可少，本公司的电源模块考虑此因素，都有相当的容性负载能力。但由于考虑到电源的综合保护能力，尤其是输出过载保护， 容性负载能力不可能太大，否则保护特性将变差。因此用户在使用过程中负载电容总量不应 超过最大容性负载能力。 Vo 输出电流保护一般有四种方式： ●恒流式：当到达电流保护点时，输出电流随负载的 进一步的加重，略有增加，输出电压不断下降。 ●回折式：当到达电流保护点时，输出电流随负载的 的加重，输出电压不断下降，同时输出电流也不断下降。 ●恒流-截止式：当到达电流保护点时，首先是恒流式 ●精确自恢复截止式：输出电流到达保护点，电源模块输出被禁止，负载减轻电路自恢复。 在大部分电路中使用恒流式与截止式较多，比较理想的保护方式是精确自恢复截止式，或者恒流-截止式保护。其中恒流式、回折式保护本质上就是自恢复的，但输出短路时的功耗较大， 尤其是恒流式。而截止式、恒流-截止式保护的自恢复特性须加辅助复位电路来完成自恢复，其 输出过载时的功耗可以通过复位电路的周期进行调整，即调整间歇启动的时间间隔。一般电流 保护1.2~2倍标称输出电流。精确自恢复截止式电流保护点设定为标称输出电流1.2倍或1.3倍。 一般输出有过压嵌位保护。 4、负载瞬态响应 当输出的负载迅速发生变化时，输出的电压会出现 上冲或下跌。电源模块经过调整恢复原输出电压。这个 响应过程中有两个重要的指标：过冲电压（ Vo）和恢复 时间（tr）。过冲越小，恢复时间越短，系统响应速度 越快。一般在25%的标称负载阶跃变化，输出电压的 过冲为4%VO，恢复时间为500μS左右。 5、外围推荐电路 1）输出电压的调节： 本公司产品中有TRIM输出管脚的产品，可以通过电阻或电位器对输出电压进行一定范围内的调节。将电位器的中心与TRIM相连，在有+S，-S管脚的模块中，其他两端分别接+S、-S，没有相应主路的输出正负极（+S接Vo1，-S接GND上，调节电位器即可。辅路跟随主路调节。电位器阻值根据输出电压的大小选用5～20K?比较合适。一般微调范围为±10%。
1 目的 希望以简短的篇幅，将公司目前设计的流程做介绍，若有介绍不当之处，请不吝指教. 2 设计步骤: 2.1 绘线路图、PCB Layout. 2.2 变压器计算. 2.3 零件选用. 2.4 设计验证. 3 设计流程介绍(以DA-14B33为例): 3.1 线路图、PCB Layout 请参考资识库中说明. 3.2 变压器计算: 变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，以下即就DA-14B33变压器做介绍. 3.2.1 决定变压器的材质及尺寸: 依据变压器计算公式 Gauss x NpxAe LpxIp B 100(max ) ? B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss) ? Lp = 一次侧电感值(uH)
? Ip = 一次侧峰值电流(A) ? Np = 一次侧(主线圈)圈数 ? Ae = 铁心截面积(cm 2) ? B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500 Gauss 之间，若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做较大瓦数的Power 。 3.2.2 决定一次侧滤波电容: 滤波电容的决定，可以决定电容器上的Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可以做较大瓦数的Power ，但相对价格亦较高。 3.2.3 决定变压器线径及线数: 当变压器决定后，变压器的Bobbin 即可决定，依据Bobbin 的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm 2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温升记录为准。 3.2.4 决定Duty cycle (工作周期): 由以下公式可决定Duty cycle ，Duty cycle 的设计一般以50%为基准，Duty cycle 若超过50%易导致振荡的发生。 xD Vin D x V Vo Np Ns D (min))1()(-+=
2020年通信电源基础知识和维护全套复习 讲义（重点版） 第一章基础知识 第一节通信电源系统的组成 电力系统：由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。也可描述为电力系统是由电源、电力网以及用户组成的整电信局(站)的电源系统由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成,其组成方框示意图如下所示：
1、交流供电系统 交流供电系统由主用交流电源、备用交流电源、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低压电容器屏和交流调压稳压设备及连接馈线组成的供电总体。 主用交流电源均采用市电。为了防备市电停电,采用油机发电机等设备作为备用交流电源。大中型电信局采用1OKV高压市电,经电力变压器降为380V/220V低压后,再供给整流器、不间断电源设备(UPS)、通信设备、空调设备和建筑用电设备等。小型电信局(站)则一般采用低压市电电源。 电力网：是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。 变、配电所的类型：有室外变电所、室内变电所、地下变电所、移动式变电所、箱式变电所、室外简易型变电所。 2、直流供电系统 在电信局（站）中，一般把交流市电或发电机产生的电力作为输入，经整流后向各种电信设备和二次变换电源设备或装置提供直流电的电源称为直流电源。由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流
变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体称为直流供电系统。 目前高频开关整流器在技术上已经相当成熟，由于具有小型、轻量、高效、高功率因数和高可靠性等显著优点。高频开关整流器机架的输出功率大,机架上装有监控模块,与计算机相结合属于智能型电源设备。 阀控式密封铅酸蓄电池是一种在使用过程中无酸雾排出,不会污染环境和腐蚀设备,可以和电信设备安装在一起,平时维护比较简便,体积较小,可以立放或卧放工作,蓄电池组可以进行积木式安装,节省占用空间。 3、接地系统 为了实现各种电气设备的零电位点与大地有良好的电气连接,由埋入地中并直接与大地接触的金属接地体(或钢筋混凝土建筑物基础组成的地网)引至各种电气设备零电位部位的一切装置组成接地系统,即由接地体、接地引入线、接地汇集线和接地线组成。电信电源按照接地系统的用途可分为工作接地、保护接地和防雷接地。按照安装方式可分为分设的接地系统和合设的接地系统。 通讯电力系统的组成：答：一般由发电机、变压器、电力线路和用电设备组成。. 电力网：答：是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。变、配电所的类型有哪些：答：有室外变电所、
四、电源的基本参数 1电压 2输入电压 就是市电电压。 国内电压是220V，但电网电压并不是时刻稳定在220V，而是有一定的波动。采用被动PFC 的电源，可以适应的电网电压一般是在180~264V 之间，当电压突然降低到180V 以下时，电源会出现重新启动的现象；电压偏高，则会导致电源保险烧毁。 第15 页 部分电源可以承受电压的缓慢下降，甚至电压缓降到180V 以下时，也可以正常工作， 但此时电源的负载能力也将下降，难以达到额定功率的输出。采用了主动PFC 电路的电源，适应电压可以扩大到90~264V，在此区间均可正常使用。需要指出的是，不是所有 主动PFC 电源，都是宽电压设计。 4.1.2 输出电压 就是电源输出给电脑使用的直流电压。 ATX 电源输出的直流电压有+5V、+12V、-12V 、+5VSB、+3.3V。 同样，电源所输出的直流电压也会有一定的波动。我们允许输出电压有一定的波动，但不能超过INTEL 所界定的范围，正电压允许在基准值上下5%之内波动，而负电压允许在上下10%之内波动，如+5V 的正常范围是4.75~5.25V，而-12V 的正常范围是-10.8~-13.2V 。 要求电源在空载、轻载、典型负载与满载状态下，各路输出电压均在允 许范围 内。当超过此范围，电脑运行就有可能出现问题。检测电源的输出电压需要使用万用表等设备，软件检测的结果往往并不精确。电源输出电压的稳 定性，是电源的一个重要指标，但绝不是判断一款电源优劣的唯一指标。电源性能指标非常繁多，电压的稳定性只是其中一项。只要电源输出在合理的范围内，对电脑配件都不会造成负面影响，这时电压的波动范围在1%和5%的意义是一样的，过分地关注波动的大小是不必要的。但波动的相对大小，侧面反映了电源的负载能力，波动率相对越小的电源，其实际的最大输出功率可能越大，毕竟，输出电压超出规定范围时的输出功率是没有益处的。 相对来说，电压偏高比电压偏低更具有危险性，电压偏低至多引起电脑工作的不正常，而电压偏高则可能烧毁硬件。一
仅供参考[整理] 安全管理文书 开关电源类产品设计的安全规范 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共14 页
开关电源类产品设计的安全规范 1.范围 1.1本规范规定了0公司户内使用、额定电压≤600V的开关电源类产品的设计安全要求，它包括参考标准资料、标志说明、一般要求和试验一般条件、电气技术参数规格、材料和结构、电气试验、机械试验、环境可靠性试验、包装、存放、出货和附录项内容。 1.2它主要以信息技术设备，包括电气事务设备及与之相关设备的安全标准为基础编写。 2.主要参考资料 2.1IEC60950-1999：信息技术设备的安全。 2.2IEC61000-4（所有系列）：电磁兼容--试验和测量技术。 2.3IEC61000-3-2-1998：电磁兼容第3部分：限值第2章低压电气及电子设备发出的谐波 电流限值（设备每相输入电流≤16A）。 2.4IEC61000-3-3-1998：电磁兼容第3部分：限值第3章标称电流≦16A的低压电气及电子设备的供电系统中电压波动和变化的限值。 2.5IEC60384-14-1993：电子设备用固定电容器第14部分：分规范拟制电源电磁干扰用固定电容器。 2.6CISPR22-1998：信息技术设备的无线电干扰特性的限值和测量方法。 2.7CISPR24-1997：信息技术设备的无线电抗干扰特性的限值和测量方法。 2.8IEC60695-10-2：1995：着火危险试验第10部分：减少着火对电子技术产品而引起的不正常发热效应的指南和试验方法第2部分： 第 2 页共 14 页
1 目的 希望以簡短的篇幅，將公司目前設計的流程做介紹，若有介紹不當之處，請不吝指教. 2 設計步驟: 2.1 繪線路圖、PCB Layout. 2.2 變壓器計算. 2.3 零件選用. 2.4 設計驗證. 3 設計流程介紹(以DA-14B33為例): 3.1 線路圖、PCB Layout 請參考資識庫中說明. 3.2 變壓器計算: 變壓器是整個電源供應器的重要核心，所以變壓器的計算及驗証是很重要的，以下即就DA-14B33變壓器做介紹. 3.2.1 決定變壓器的材質及尺寸: 依據變壓器計算公式 Gauss x NpxAe LpxIp B 100(max ) ? B(max) = 鐵心飽合的磁通密度(Gauss) ? Lp = 一次側電感值(uH) ? Ip = 一次側峰值電流(A) ? Np = 一次側(主線圈)圈數 ? Ae = 鐵心截面積(cm 2) ? B(max) 依鐵心的材質及本身的溫度來決定，以TDK Ferrite Core PC40為例，100℃時的B(max)為3900 Gauss ，設計時應考慮零件誤差，所以一般取3000~3500 Gauss 之間，若所設計的power 為Adapter(有外殼)則應取3000 Gauss 左右，以避免鐵心因高溫而飽合，一般而言鐵心的尺寸越大，Ae 越高，所以可以做較大瓦數的Power 。 3.2.2 決定一次側濾波電容: 濾波電容的決定，可以決定電容器上的Vin(min)，濾波電容越大，Vin(win)越高，可以做較大瓦數的Power ，但相對價格亦較高。 3.2.3 決定變壓器線徑及線數: 當變壓器決定後，變壓器的Bobbin 即可決定，依據Bobbin 的槽寬，可決定變壓器的線徑及線數，亦可計算出線徑的電流密度，電流密度一般以6A/mm 2為參考，電流密度對變壓器的設計
UPS不间断电源基础知识及保养 UPS电源是保障供电稳定和连续性的重要设备，因其主要机智 能化程度高，储能器材采用免维护蓄电池，使得在运行中往往忽略了对该系统的维护与检修。其实维护的好坏，对电源的寿命和故障率有很大影响，下面根据我们使用中的具体情况和维护经验介绍UPS电源的使用注意事项和日常维护要求。 虽说各企业配置的UPS供电系统设备型号及系统容量有所不同，但其原理和主要功能基本相同。在UPS电源类型选择上各站都选择了在线式，这时因为在线式UPS电源系统具有对各类供电的零时间切换，自身供电时间的长短可选，并具有稳压、稳频、净化的特点。当UPS电源系统本身出现故障时有自动旁路功能，当需要检修时可采用手动旁路，使检修、供电互不影响。 一、 UPS电源系统 UPS电源系统由4部分组成：整流、储能、变换和开关控制。其系统的稳压功能通常是由整流器完成的，整流器件采用可控硅或高频开关整流器，本身具有可根据外电的变化控制输出幅度的功能，从而当外电发生变化时（该变化应满足系统要求），输出幅度基本不变的 整流电压。净化功能由储能电池来完成，由于整流器对瞬时脉冲干扰不能消除，整流后的电压仍存在干扰脉冲。储能电池除可存储直流直能的功能外，对整流器来说就象接了一只大容器电容器，其等效电容量的大小，与储能电池容量大小成正比。由于电容两端的电压是不能突变的，即利用了电容器对脉冲的平滑特性消除了脉冲干扰，起到了
净化功能，也称对干扰的屏蔽。频率的稳定则由变换器来完成，频率稳定度取决于变换器的振荡频率的稳定程度。为方便UPS电源系统的日常操作与维护，设计了系统工作开关，主机自检故障后的自动旁路开关，检修旁路开关等开关控制。 在电压工作正常时，给负载供电而且，同时给储能电池充电；当突发停电时，UPS电源开始工作，由储能电池工给负载所需电源，维持正常的生产；当由于生产需要，负载严重过载时，由电网电压经整流直接给负载供电。UPS电源系统主要分两大部分，主机和储能电池。额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载属那种性质有关，因为UPS电源对不同性能的负载驱动能力不同，通常负载功率应满足UPS电源70％的额定功率。储能电池容量的选取当负载功率确定后主要取决其后备时间的长短，主要由备用电源的接入时间来定，通常在几分钟或几个小时不等。 一、电源工作原理 变换：将电网来的交流电经自耦变压器降压、全波整流、滤波变为直流电压，供给逆变电路。输入有软启动电路，可避免开机时对电网的冲击。 逆变电路：采用大功率IGBT模块全桥逆变电路，具有很大的功率富余量，在输出动态范围内输出阻抗特别小，具有快速响应特性。由于采用高频调制限流技术，及快速短路保护技术，使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路，均可安全可靠地工作。 控制驱动：控制驱动是完成整机功能控制的核心，它除了提供检测、
范文 2020年通信电源基础知识和维护知识考试题库及 1/ 7
答案(共150题) 2020 年通信电源基础知识和维护知识考试题库及答案（共 150 题） 1.什么是 TT 、 IN 、 IT 系统？答：TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 系统。 TN 方式是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用 TN 表示。 IT 方式是电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。 负载侧电气设备进行接地保护的保护系统。 2. 我国电网的标准频率是多少？答：为 50Hz，又叫工频。 3. 电力负荷的分级？答：一级负荷：中断供电将造成人身伤亡者；或政治、经济上将造成重大损者。 二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，三级负荷：三级负荷为一般的电力负荷。 4. 什么是电弧? 答：电弧是电气设备运行中产生的一种物理现象,其特点是光亮很强温度很高。 5. 什么是变电所？答：是担负着从电力系统接受电能，经过变压（升压或降压），然后再配电的任务的供电枢纽。 6. 目前高、低压电器国际、国内有哪些知名品牌？
答：国际上有：ABB 公司（瑞典瑞士）、施耐德公司（法国）、ORMNO 公司（日本）、西门子 SIEMENS 公司（德国）、通用 GE 电气（美国）等。 国内有：正泰公司、德力西公司、上海人民华通集团、TCL 工业电气、 CNC 长城电器等。 7. 什么是相电压、相电流？线电压、线电流？答：在三相四线电路中相线与中线的电压为相电压；任意两相线间的电压为线电压；线电压是相电压的√3 倍。 流过各相负载的电流为相电流；流过相线中的电流为线电流。 8. 变压器在电力系统中主要作用是什么？答：主要作用是变换电压，以利于功率的传输。 在同一段线路上,传送相同的功率, 电压经升压变压器升压后，线路传输的电流减小,可以减少线路损耗，提高送电经济性，达到远距离送电的目的，而降压则能满足各级使用电压的用户需要。 9. 变压器各主要参数是什么？答：（ 1 ）额定电压；（ 2 ）额定电流；（ 3 ）额定容量；（ 4 ）空载电流；（ 5 ）空载损耗；（ 6 ）短路损耗；（ 7 ）阻抗电压；（ 8 ）绕组连接图、相量图及连接组标号。 10. 什么叫短路电流的热效应？答：在电路发生短路时，极大的短路电流将使导体温度迅速升高，称之为短路电流的热效应。 11.什么是电感? 它的基本单位和常用单位是什么? 3/ 7
开关电源原理 一、开关电源的电路组成： 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值 降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及 杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。 当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪 涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是 负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。
时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增 大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导 体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量
开关电源经典书籍推荐 Power Supply Cookbook, Marty Brown, EDN Series, 2001. 本书作者Marty Brown任职On Semiconductor (Motorola)多年, 具有多年开关式电源供应器设计之实务经验,本书可以说是他以工程师 的观点,以实务经验为出发点所著作的一本精简扼要的设计参考书籍, 全书仅230余页.本书重点主要在第三章:PWM Switching Power Supplies说明传统脉宽调变转换器的设计方法;与第四 章:Waveshaping Techniques说明新型的谐振式转换器设计方法.本 书的优点是掌握重点,可以快速的建立系统的设计观念,缺点是未提供设计方程式推导说明,初学者不易了解其设计概念. Switching Power Supply Design, Edited by: Abraham I. Pressman, McGraw Hill, 2nd Ed., Nov. 1997. 本书作者Abraham I. Pressman可以说是开关式电源设计祖师级开 创大师早自1977年即着有『Switching and Linear Power Supply, Power Converter Design』一书,是早期电源设计从业人员重要的参 考书籍.本书是作者20年后再次出版的一本SPS设计专业书籍,全书包 含了十七章近700页,针对电源设计的专门议题都有重点的说明,读者可以选择有兴趣的章节阅读,是一本很好的设计百科工具书. [缺图] 交换式电源技术手册, 原著:原田耕介, 译者:陈连春, 建兴出版社, 1997年10月. 本书是原田耕介先生自1990年~1993年间在日本『电子技术』杂志连载关于电源供应器技术解说相关文章所汇整而成的一本着作,本书汇集了四十余位专家学者在开关式电源设计的专业说明,1997年由陈连村先生翻译中文本,本书目前已更新至第二版.本书的特色是非常实际,直接提供设计相关信息与实例说明,都是从事电源多年工作经验的累积,是从事电源设计工程师必读的参考书. Switching Power Supply Design & Optimization, Sanjaya Maniktala, McGraw Hill, May 2004. 本书作者任职于美商国家半导体公司(National Semiconductor)主 任工程师,具有多年电源设计之实务经验.电源设计是一个整合理论与 实务的最佳化过程,在这个复杂的最佳化过程当中,有许多需要进行试 试看的选择,而这些选择又不纯然只是试试看,是基于经验与理论判断 的试试看,有时也需要一些灵机一动的想法,也就是这些困难与迷惑成就了电源设计引人入胜之处,许许多多的工程师置身其间,获得难以言明的乐趣.本书作者选择了『最佳化』为书名之关键字,有兴趣的读者可一窥实务工程师观点的最佳化思路历程.
开关电源研发范例文件编码（TTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-0089）
1目的 希望以简短的篇幅，将公司目前设计的流程做介绍，若有介绍不当之处，请不吝指教. 2设计步骤: 2.1绘线路图、PCB Layout. 2.2变压器计算. 2.3零件选用. 2.4设计验证. 3设计流程介绍(以DA-14B33为例): 3.1线路图、PCB Layout请参考资识库中说明. 3.2变压器计算:
变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，以下即就DA-14B33变压器做介绍. 3.2.1 决定变压器的材质及尺寸: 依据变压器计算公式 Gauss x NpxAe LpxIp B 100(max ) B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss) Lp = 一次侧电感值(uH) Ip = 一次侧峰值电流(A) Np = 一次侧(主线圈)圈数 Ae = 铁心截面积(cm 2) B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时 的B(max)为3900 Gauss ，设计时应考虑零 件误差，所以一般取3000~3500 Gauss 之
间，若所设计的power为Adapter(有外壳) 则应取3000 Gauss左右，以避免铁心因高 温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae越 高，所以可以做较大瓦数的Power。 3.2.2决定一次侧滤波电容: 滤波电容的决定，可以决定电容器上的 Vin(min)，滤波电容越大，Vin(win)越高，可 以做较大瓦数的Power，但相对价格亦较高。 3.2.3决定变压器线径及线数: 当变压器决定後，变压器的Bobbin即可决 定，依据Bobbin的槽宽，可决定变压器的线 径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流 密度一般以6A/mm2为参考，电流密度对变 压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以 温昇记录为准。 3.2.4决定Duty cycle (工作周期):
通信电源基础知识 通信电源通常称为通信设备的“心脏”。任何通信设备都离不开电源， 电源设备维护的好坏，直接关系到通信的质量。如果电源系统不能可 靠工作，就会造成通信中断或设备损坏，企业就会受至经济损失，服 务质量也不能达到要求。因而掌握电源设备的基本性能，做好电源设 备的维护工作，是每个通信局（所）代办人员的重要职责。 1、 通信电源系统的组成 交流供电系统 直流供电系统 接地系统 通信电源系统的组成图 市电 市电油机转换一发电机组 rPS 系列高频开关电源 1. 2直流供电系统 由整流器、蓄电池、直流变换器、直流配电屏等部分组成，我们 采用的直流供电方式是：并联浮充供电，整流输出端通过直流配电屏 与蓄电池并联后对通信设备供电。 在市电正常时，整流器一方面给通 信设备供电，一方面给蓄电池充电，补充电池因局部放电而失去的电 能，同时，蓄电池还具有一定的滤波作用（降低杂音），市电一旦中 断，电池单独给通信设备供电，直至油机发电供电或市电来电为止, 低压交流部份?整流模块*直流配电部份 1 电信设备 蓄电池组 电信设备
这种供电方式结构简单、工作可靠、效率较高。 1.3接地系统 为了提高通信质量，确保通信设备与人身安全，通信电源的交 流和直流供电系统都必须有良好的接地装置。根据用途分为： 1、交流接地 2、直流工作接地 3、保护接地 4、防雷接地 5、联合接地 1.4交流接地 电信设备一般由三相交流电供电。为了避免因三相负载不平衡而使各相电压差别过大，三相电源的中性点（如三相变压器和三相交流发电机的中性点）者应当直接接地，这种接地称为交流工作接地。接地线一般称为零线。这种接地方式又称为接零。当变压器的容量在100KVA以下时，接地电阻不应大于10Q，当变压器的容量在100KVA 以下时，接地电阻应不大于 4Q。 1.5直流工作接地 在直流供电系统中，由于通信设备的需要，蓄电池的组的正极（或直流配电屏正极汇流排）必须接地，这种接地通常称为直流工作接地。 1. 6保护接地和防雷接地 为了避免电源设备的金属外壳因绝缘损坏而带电，与带电部分绝缘的金属外壳必须直接接地。这种接地称为保护接地，保护接地的接地电
通信电源基础知识和维护 第一章基础知识 第一节通信电源系统的组成 电信局(站)的电源系统由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成,其组成方框示意图如下所示： 1、交流供电系统 交流供电系统由主用交流电源、备用交流电源、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低压电容器屏和交流调压稳压设备及连接馈线组成的供电总体。 主用交流电源均采用市电。为了防备市电停电,采用油机发电机等设备作为备用交流电源。大中型电信局采用1OKV高压市电,经电力变压器降为380V/220V低压后,再供给整流器、不间断电源设备(UPS)、通信设备、空调设备和建筑用电设备等。小型电信局(站)则一般采用低压市电电源。 2、直流供电系统 在电信局（站）中，一般把交流市电或发电机产生的电力作为输入，经整流后向各种电信设备和二次变换电源设备或装置提供直流电的电源称为直流电源。由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体称为直流供电系统。 目前高频开关整流器在技术上已经相当成熟，由于具有小型、轻量、高效、高功率因数和高可靠性等显著优点。高频开关整流器机架的输出功率大,机架上装有监控模块,与计算机相结合属于智能型电源设备。 阀控式密封铅酸蓄电池是一种在使用过程中无酸雾排出,不会污染环境和腐蚀设备,可以和电信设备安装在一起,平时维护比较简便,体积较小,可以立放或卧放工作,蓄电池组可以进行积木式安装,节省占用空间。 3、接地系统 为了实现各种电气设备的零电位点与大地有良好的电气连接,由埋入地中并直接与大地接触的金属接地体(或钢筋混凝土建筑物基础组成的地网)引至各种电气设备零电位部位的一切装置组成接地系统,即由接地体、接地引入线、接地汇集线和接地线组成。电信电源按照接地系统的用途可分为工作接地、保护接地和防雷接地。按照安装方式可分为分设的接地系统和合设的接地系统。 第二节通信设备对通信电源供电系统的要求 通信局（站）的电源维护以保证稳定、可靠、安全供电为其总技术要求，维护工作的基本任务之一是保证电源设备向通信设备不间断地供电，供电质量符合标准，预防严重障碍（由于通信电源设备故障造成的交换局交换设备和一级干线、二级干线、传输设备的通信中断）发生，降低电源系统的不可用度。 注：电源系统的不可用度=故障时间/（故障时间+正常供电时间）
初次设计反激电源式电源步骤 准备 在初次设计电源之前，应确保电源所采用的印刷电路板符合Power Integrations器件数据手册中指定的布局指南。如果在实验用面包板或原始样板上搭建设计的电路，会引入很多寄生元件，这样会影响电源的正常工作。而且，许多实验用面包板都无法承载开关电源所产生的电流水平，并可能因而受损。此外，在这些电路板上非常难以控制爬电距离和电气间隙。 所需设备 在本课程中，您将用到以下设备： 1.一个隔离式交流电源供应器或一个自耦变压器 2.一个瓦特表 3.至少四个数字万用表，其中两个具有高精度电流量程 4.一个带有高压探针的示波器 5.一个电流探针 6. 还有您的实际负载 第1章：术语 本课中将频繁使用的两个术语是“稳压”和“自动重启动”。当电源处于稳压状态时，控制器持续接收反馈，所有输出电压均保持稳定不变，并处于指定的容差限值内。自动重启动是Power Integrations器件中内置的一种保护模式。 处于稳压状态的输出 自动重启动 在工作期间，如果所消耗的功率大于电源所能提供的功率限值，或者在启动后，电源的输出电压在指定的时间内不能达到稳压，Power Integrations器件将进入自动重启动保护模式。这种设计通过限制电源在故障情况下提供的平均功率，可防止元件受损。有关特定的自动重启动导通时间，请参见相关的Power Integrations器件数据手册。 在测试期间，如果发现电源性能与本课程中所描述的情况不符，或者表现出任何异常特征，请停止测试程序，并参照其他PI大学故障诊断课程中的内容排查问题，或者联系当地PI代表解决问题。 第2章：设计信息
电源基础知识-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
电源基础知识 一、基础概念 1、电流：把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度，简称电流。通常用字 母 I表示，它的单位是安培（A）。 2、电压：电压（voltage），也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电 势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特（V，简称伏），常用的单位还有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）。3、电势差：电荷q 在电场中从A点移动到B点，电场力所做的功WAB与电荷量q 的比 值，叫做AB两点间的电势差（AB两点间的电势之差，也称为电位差），用UAB表示，则有公式： 4、欧姆定律：U=IR（I为电流，R是电阻）但是这个公式只适用于纯电阻电路 串联电路电压规律：串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压和。公式：ΣU=U1+U2 串联电路中：电流：I总=I1=I2....=In （串联电路中，电路各部分的电流相等） 并联电压之特点，：支压都等电源压，U=U1=U2 并联电路中：I总=I1+I2....+In（并联电路中，干路电流等于各支路电流之和） 5、功率：功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理 量。功的数量一定，时间越短，功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间。功率表征作功快慢程度的物理量。单位时间内所作的功称为功率，用P表示。故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。 6、电功率计算公式：P=W/t =UI，公式中的P表示功率，单位是“瓦特”，简称“瓦”， 符号是W。1KW=1000W。 7、功率因素：功率因数，是用来衡量用电设备（包括：广义的用电设备，如：电网的变 压器、传输线路，等等）的用电效率的数据。 功率因数的定义公式：功率因数＝有功功率/视在功率。 有功功率，是设备消耗了的，转换为其他能量的功率，单位为KVA。 无功功率，是维持设备运转，但是并不消耗的能量。他存在于电网与设备之间，是电网和设备不可缺少的能量部分。但是无功功率如果被设备占用过多，就造成电网效率
世界各国认证简介 新加坡PSB认证 新加坡消费品保护法规1991指定新加坡标准，生产力和创新委员作为产品安全职能机构，负责对消费者保护（安全要求）注册方案（CPS）涉及的产品进行许可和注册。只有带“SAFETY”标志的注册产品才能在新加坡销售。 目前新加坡只要求安全而对EMC只是自愿原则。安全要求：在IEC标准要求下，产品还要符合热带条件测试。 新加坡电压：AC 230V\ 50Hz 验厂：一般需要（如果通过莱茵CB去申请有莱茵的工厂检查报告可以不再工厂检查）。 说明书：要求英文 证书有效期：证书有效期为一年。 申请周期：一般3-4周。 瑞士SEV 为非欧盟国家，在产品认证方面未加入欧盟的CE制度。因此瑞士的产品法规有自己的要求，瑞士的SEV低电压产品法规规定：进入瑞士市场的电子电气产品需要取得S-PLUS标志。此标志包含了产品的安全性也涵盖了电磁兼容（EMC）的要求。 电压：AC 23厂 说明书：法语0V/50Hz 验厂：无需验、意大利语或徳语 认证周期：如用CB申请需2-3周。无CB需4-6周。 波兰(Poland)认证
B标志认证是波兰目前的强制性认证。出口到波兰的电子电气产品都必须通过B标志认证。B标志涵盖产品安全、电磁兼容和卫生要求。 认证机构：PCBC，BBJ 电压：AC 230V/50Hz 验厂：需要或指定机构的验厂报告 说明书：波兰文 认证周期：4-5周 申请方式：CB报告或GS报告+EMC报告的基础上申请。 匈牙利（Hungary） 匈牙利的电工产品实验是依据关于人身、健康、财产安全的有关规定，按照匈牙利的电气标准而进行的强制实验。 认证机构：Magyar Elektrotechnikai Ellenorzo Intezet-MEEI 认证标志：S-Mark MEEI Mark 认证要求：安全及EMC都要求 电压：AC 230V/50Hz 验厂：需要或指定机构的验厂报告 说明书：匈牙利文 认证周期：S-Mark 1-2 周 (有CB的时间) MEEI 2-3 周 (有CB的时间) 申请方式：CB报告或GS报告+EMC报告的基础上申请。 土耳其(Turkey) 土耳其标准学会(TSE)认证中心是土耳其国家认可权力`机构,对其国內及进口的工业电器设备产品进行质量监督.但不是强制要求,目前CE标识是强制的. 认证要求:目前只要求SAFETY.根据IEC标准测试. 电压:AC 230V/50Hz 验厂:要求 认证周期: CB后申请2-3周. 北欧四国认证 --北欧四国是那四国？ 丹麦，挪威，芬兰，瑞典 --申请程序 可通过CB报告来申请，或由该四国的认证机构直接目击测试。可任意申请其中一国认证，另外三国将在该证书的基础上直接颁发证书。
通信电源基础知识 通信电源通常称为通信设备的“心脏”。任何通信设备都离不开电源，电源设备维护的好坏，直接关系到通信的质量。如果电源系统不能可靠工作，就会造成通信中断或设备损坏，企业就会受至经济损失，服务质量也不能达到要求。因而掌握电源设备的基本性能，做好电源设备的维护工作，是每个通信局（所）代办人员的重要职责。 1、通信电源系统的组成 交流供电系统 直流供电系统 接地系统 通信电源系统的组成图 市电 市电油机转换PS系列高频开关电源 1．2直流供电系统 由整流器、蓄电池、直流变换器、直流配电屏等部分组成，我们采用的直流供电方式是：并联浮充供电，整流输出端通过直流配电屏与蓄电池并联后对通信设备供电。在市电正常时，整流器一方面给通信设备供电，一方面给蓄电池充电，补充电池因局部放电而失去的电能，同时，蓄电池还具有一定的滤波作用（降低杂音），市电一旦中断，电池单独给通信设备供电，直至油机发电供电或市电来电为止，
这种供电方式结构简单、工作可靠、效率较高。 1．3 接地系统 为了提高通信质量，确保通信设备与人身安全，通信电源的交流和直流供电系统都必须有良好的接地装置。根据用途分为： 1、交流接地 2、直流工作接地 3、保护接地 4、防雷接地 5、联合接地 1．4 交流接地 电信设备一般由三相交流电供电。为了避免因三相负载不平衡而使各相电压差别过大，三相电源的中性点（如三相变压器和三相交流发电机的中性点）者应当直接接地，这种接地称为交流工作接地。接地线一般称为零线。这种接地方式又称为接零。当变压器的容量在100KV A以下时，接地电阻不应大于10Ω，当变压器的容量在100KV A 以下时，接地电阻应不大于4Ω。 1．5 直流工作接地 在直流供电系统中，由于通信设备的需要，蓄电池的组的正极（或直流配电屏正极汇流排）必须接地，这种接地通常称为直流工作接地。 1．6 保护接地和防雷接地 为了避免电源设备的金属外壳因绝缘损坏而带电，与带电部分
高频开关电源的关键布局技巧 目前的交换式稳压器和电源设计更精巧、性能也更强大，但其面临的挑战之一，在于不断加速的开关频率使得PCB设计更加困难。PCB布局正成为区分一个开关电源设计好坏的分水岭。本文将就如何在第一次就实现良好PCB布局提出建议。 以一个将24V降为3.3V的3A交换式稳压器为例。乍看之下，一个10W稳压器不会太困难，所以设计师通常会忍不住直接进入建构阶段。 不过，在采用像美国国家半导体的Webench等设计软件后，我们可观察该构想实际上 会遭遇哪些问题。输入上述要求后，Webench会选出该公司‘Simpler Switcher’系列的LM25576(一款包括3A FET的42V输入组件)。它采用的是带散热垫的TSSOP-20封装。 Webench选项包括对体积或效率的设计最佳化，这些均为单一选项。即高效率要求低开关频率(降低FET内的开关损耗)。因此需要大容量的电感和电容，因而需更大PCB空间。 注意：最高效率是84%，且此最高效率是当输入-输出间的压差很低时实现的。此例中，输入/输出比率大于7。一般情况，用两个级降低级-级比率，但透过两个稳压器得到的效率不会更好。 接着，我们选择最小PCB面积的最高开关频率。高开关频率最可能在布局方面产生问题。随后Webench产生包含所有主动和被动组件的电路图。 电路设计 参考图1的电流通路：把FET在导通状态下流经的通路标记为红色；把FET 在关断状态下的回路标记为绿色。我们观察到两种不同情况：两种颜色区域和仅一种颜色的区域。我们必须特别关注后一种情况，因为此时电流在零以及满量程电压间交替变化。这些均为高di/dt区域。 图1 高di/dt的交流电在PCB导线周围产生大量磁场，该磁场是该电路内其它组件甚至同一或邻近PCB上其它电路的主要干扰源。由于假设公共电流路径不是交流电，因此它不是关键路径，di/dt的影响也小得多。另一方面，随着时间变化，这些区域的负载更大。本例中，从二极管阴极到输出以及从输出地到二极管阳极是公共通路。当输出电容充放电时，该电容具有极高的di/dt。连接输出电容的所有线路必须满足两个条件：由于电流大，它们要宽；为最小化di/dt影响，它们
在通信电源中，主要用到两种类型的电源，分别为线性电源和开关电源，在这篇文档中，主要针对这两种类型的电源电路的工作原理进行简要的介绍，同时对相关参数和电源芯片的选取方法进行了简要介绍。 一、线性电源 这里要介绍的线性电源主要包括低压线性稳压电源LDO电路和芯片内部集 成的LDO电路，下面针对这两种电路进行介绍。 1.1 LDO电源 1.1.1 LDO的基本原理 低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1所示，该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。 图1-1 低压差线性稳压器基本电路 取样电压加在比较器A的同相输入端，与加在反相输入端的基准电压Uref 相比较，两者的差值经放大器A放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降减小，从而使输出电压升高。相反，若输出电压 Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的前驱动电流减小，从而使输出电压降低。供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。 1.1.2 LDO的主要参数 低压差线性稳压器LDO的主要参数如如下几个： 1）输出电压(Output Voltage) 输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数，也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。固定输出电压稳压器使用比较方便，而且由于输出电压是经过厂家精密调
整的，所以稳压器精度很高。但是其设定的输出电压数值均为常用电压值，不可能满足所有的应用要求，但是外接元件数值的变化将影响稳定精度。 2）最大输出电流(Maximum Output Current) 用电设备的功率不同，要求稳压器输出的最大电流也不相同。通常，输出电流越大的稳压器成本越高。为了降低成本，在多只稳压器组成的供电系统中，应根据各部分所需的电流值选择适当的稳压器。 3）输入输出电压差(Dropout Voltage) 输入输出电压差也是低压差线性稳压器重要的参数。在保证输出电压稳定的条件下，该电压压差越低，线性稳压器的性能就越好。比如，5.0V的低压差线性稳压器，只要输入5.5V电压，就能使输出电压稳定在5.0V。 4）接地电流(Ground Pin Current) 接地电路IGND是指串联调整管输出电流为零时，输入电源提供的稳压器工作电流。该电流有时也称为静态电流，但是采用PNP晶体管作串联调整管元件时，这种习惯叫法是不正确的。通常较理想的低压差稳压器的接地电流很小。 5）负载调整率(Load Regulation) 负载调整率可以通过图1-2和式1-1来定义，LDO的负载调整率越小，说明LDO抑制负载干扰的能力越强。 图1-2 Output Voltage&Output Current (1-1) 式中，△Vload—负载调整率 Imax—LDO最大输出电流 Vt—输出电流为Imax时，LDO的输出电压 Vo—输出电流为0.1mA时，LDO的输出电压 △V—负载电流分别为0.1mA和Imax时的输出电压之差 6）线性调整率(Line Regulation)