摘要：无线通信设备的应用推动了通信技术的创新。在无线通信设备中,多使用开关电源的DC/DC变换器(以下简称变换器),对电池电压进行升压、降压和升降压变换,使系统能正常地工作。目前使用较多的变换器是PWM开关变换器,通过控制电压振荡波形占空因数来得到不同的电压。本文主要对相关问题进行分析，以供参考。
关键词：开关电源；无线通信；设备
一、无线通信技术概述
人们之间的沟通交流是生产生活中的重要基础，在进行远距离的交流中，就必须应用通信技术来实现。无线通信是通信方式的一种，其主要是利用电磁波信号在空间中自由传播来完成通信，实现了通信技术的便捷性。无线通信通过多年的发展，目前数据业务承载在4G网络，语音业务承载在2G和3G网络，随着VOLTE的应用，语音业务IP化，逐步向4G网络转移。5G已来，4G改变生活，5G改变社会。
二、开关电源在无线通信设备中的应用
主要包括以下几点：（1）要明确变压器相关的技术指标体系和要求。变压器的转化，具有自动化功能，但是需要根据具体的适用范围、环境及要求等确定可以进行电压转化的幅度和范围，以避免影响整体变压器功能的发挥。因此，应当首先确定变压器相关的技术指标，对变压器变压可以变化的范围以及能够输出的电压的具体指标范围进行确定，同时确保变压器自身可承载能力达标。以此为基础进行综合分析和基础研究后，方可选择匹配的变压器类型。（2）需要对变压器的工作频率进行研究。通常，无线通信设备运行过程中，变压器性能的发挥一定程度上需要总结其工作频率。频率性能的发挥会直接影响系统的电源噪声、体系和相关功能的转化与利用，通常需要根据无线通信系统设计的要求和参数，确定变压器的具体工作频率，一般会优先考虑工作频率大的变压器来进行配备使用。（3）合理确定变压器需要配置的关联元器件设备。变压器工作过程中，相关元器件的选择也非常重要，如果元器件选择不合理，将不利于电压的有效、安全、稳定转化。因此，需要总结变压器运行的规律，并针对相配套的元器件进行科学选择，以实现电压的有效隔离和快速转化。通常需要对非隔离方式及隔离方式变压器初次匝数按照相关的原理和公式进行科学分析，以确定变压器的元器件类型。此外，要注意电源变化的频率通常还会受到开关管性能的影响，所以开关管的选择也非常重要。在整体变压器的配置方面，既要充分考虑变压器本身的性能，以及相关元器件的性能，同时要从节能降耗的角度来进行分析，这样可以提高无线通信设备系统运行的高效性和经济性。
为最大限度地提升无线通信设备中开关电源的转换效率，减少能耗损失，会采取如下方式。（1）选择和系统低电压化相匹配的电源电路，以降低工作电压，进而不断提升电流，实现同频转化。目前应用比较广泛的变换器电路为CPU电源配件。（2）从减少电源所占空间的角度来进行电源迷你、小型化处理。通常采用的方式是降低线圈的厚度，应用两个陶瓷电容更换线圈，以实现电压的有效转换和利用。（3）不断提高电源运行的高效性。变换器整体运行中，电源的作用非常重要。为了进一步提升运行效率，减少损耗，可以配置相关的栅电容较小的功率MOSFET等外接元件。
三、实现高效率的技术实例
以MAXIM公司生产的MAX724/726为例。它们是一种性能优异、使用方便的双极型PWM开关模式DC/DC变换器。其特点是:开关输入电压高达40V,输出2.5~35V可调,100kHz开关频率,良好的动态和暂态特性,8.5mA静态电流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆MAX724/726的功能完全一致,唯一的区别是前者额定输出电流为5A,而后者为2A。MAX724/726内部集成了一个100kHz振荡器、控制电路和限流电路,以及一个5A的功率开关(MAX726是2A)。MAX724/726的最大占空因数可达93%。限流比较器则提供了限流保护功能,一旦电流超过阈值,开关将在600ns处断开。MAX724的电流阈值为6.5A,MAX726为2.6A。它们的基本使用形式是降压变换器,专门针对降压应用作了优化。由于采用了良好的补偿结构,MAX724/726表现出了优秀的大电流降压功能。R1和R2组成一个分压结构,FB由此获得输出电压的误差输入,调节R1和R2的值可获得输出电压的误差输入,并可获得不同的输出电压,它们的值与输出电压的关系为:R1=VOUTR2/2.21-R2存在两种工作模式:1)高负载电流时的连续导通模式(CCM),此时电感电流在振荡周期的波形为零,即使开关断开也不会下降到零;2)低负载电流时的非连续导通模式(DCM),此时电感电流在开关断开的后半期下降到零。从CCM到DCM的转换发生条件为:IDCM=(VOUT+VD)〔(VIN-VSW)-(VOUT+VD)〕/2(VIN-VSW)fOSCL(1)式(1)中:VOUT—二极管正向压降;Vsw—开关的压降;fOSC—100kHz。各元件值如下:R1—选用5kΩ精密电位器代替,以便于调节输出电压;R2—2.2kΩ;L—100μH,大电流电感。电容耐压值为16V,二极管选用摩托罗拉公司的MBR745。测试时外接一个10W/5Ω的负载,输入电压为10V,调节R1,使输出电压为3.3V,测出负载电流为0.66A,实际输入电压可低至5V,电路长时间工作正常。
四、开关电源技术的发展趋势
1、开关电源技术的稳定化。社会的快速发展推动着开关电源技术的发展，社会的发展离不开电力，各个领域的用电量越来越大，对电流的输送要求也越来越苛刻，要求电流的稳定化和持续化。排风扇、光耦合器等是影响电路稳定的主要因素。现在的开关电源技术主要克服的是电流的稳定化，利用模块化技术可以改善、优化这种情况。稳定性的问题会影响用户的使用感，导致用户的体验感下降。但是，这种技术问题在不久的将来都会被解决。SMT技术的应用使得开关电源技术得到了飞快发展。ZVS、ZCS软开关技术在开关技术的利用中成为发展主流。将来的技术会使开关电源技术变得更加强大、优化。
2、噪声减小。以往的技术是频率越大噪声越大，这是开关电源技术需要研究的技术问题。谐振技术是减小噪音同时可以提高效率的一种技术。例如，冰箱的频率非常大，当冰箱工作时产生的噪音也非常大，是开关电源技术未来研究的方向。在减少噪音方面，有学者提及应用谐振转换技术控制噪音问题。
3、节约成本，节约能源。开关电源技术一直是需要攻克的技术问题，以适应新型电器的出现。开关电源技术的研发对大功率电器是一种福音，可以大大提高大功率电器的使用率。在传统电路中，电路非常庞大且笨重，使用不便。开关电源技术在一定程度上提高了效率，而且可以节约制造传统的电路成本。开关电源技术是一种新型节约能源的技术，受到了绿色能源的影响。电动汽车和变频空调的出现，对开关能源技术是一种带动。开关电源技术可以改变用电的频率，尽最大力量满足电器的用电量。
结论
开关电源技术应用的领域广泛。当前我国发展较快，国家比较注意对环境资源的保护，开关电源技术的出现与国家的提倡契合。同时，相关人员还要大力研究相关问题，从而促使我国通信事业健康发展。
参考文献：
[1]龙柏华.浅谈开关电源在无线通信设备中的应用[J]，中国新通信，2018，（4）：95-98.
论文作者:刘晶晶
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/6
标签：开关电源论文; 技术论文; 变换器论文; 变压器论文; 电压论文; 电流论文; 无线通信论文; 《电力设备》2019年第16期论文;