摘要:社会的发展使得我们的无线通信技术取得了很大的进步,新技术的更替不断加快,出现了更多性能更加全面的配套无线通信设备。通信设备作为通信技术正常使用的重要载体,其运行的质量直接决定了信号是否能够高质高效地传输到移动终端。开关电源作为无线通信设备中的重要组成部分,能够很好地实现将电池电压转换为直流电压,满足无线通信设备的电压需求。本文就开关电源在无线通信设备中的应用进行分析,希望能够给相关的工作人员提供一些借鉴。
关键词:开关电源;无线通信;设备;应用;分析
引言
无线通信设备通俗的讲就是我们日常中使用到的手机、无线电视,还包括无线电台、卫星通信等设备,主要利用的是电磁信号进行信息的传递。这些设备在使用的过程中多是利用自带的电池进行电量的储存,设备在使用的过程中在不断地进行放电,以使得设备可以正常的运行。因此开关电源在无线通信设备中的应用是非常的重要的,没有了电力供应的设备就毫无用处,我们就开关电源的应用进行分析。
1、无线通信设备中的开关电源介绍
开关电源的基本工作流程如下所示:
电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→震荡逆变→开关变压器→输出整流与滤波
开关电源经过上述的流程就能够实现对无线通信设备的正常供电,而且设备中的开关电源具有以下几点的优势。一是体积小,上文我们也提到无线通信设备主要以手机等移动终端设备为主,这就要求设备必须要方便携带,因此开关电源的小体积正好满足了设备的需求,使得设备更方便携带。二是提升了用电的效率,电压获取最直接的方式就是利用电阻进行分压,以手机电池为例,充电器5V供电,220V整流后为310V,用电阻进行分压后用电的效率只有2%,这不仅仅造成了散热难的问题,还增加了电费的支出,造成了电力的浪费,这与我们近年来提倡的节能减排的理念相违背。
2、DC/DC变换器
2.1DC/DC变换器的介绍
DC/DC变换器是先将DC的直流电进行转变,通过自激振荡电路变为AC交流电,在输出时经过积分滤波进而转变为DC电源。一般的情况下,变压器可以分为隔离和非隔离两种形式。非隔离是在电压的升降过程中,直流输入、输出是在一起的,隔离顾名思义就是直流输出以及输入是被隔离的,不在一起的。
升压的过程中,开关闭合线圈进行能量的储存的开关会自动断开以释放更多负载,并能够利用反向的电压进行重叠,进而产生更高的电压。此时的降压电路会将输入以及输出的电压差进行断开,让二极管进行释放。但是在此过程中可能会产生一定的噪音,因此需要用外围的电路进行冲击防护。
2.2DC/DC变换器的设计
2.2.1明确技术指标
变压器在进行转换工作时需要按照一定的技术指标进行,尤其是不同的环境中,DC/DC变换器具有自动转换的能力,如果不能明确使用的范围,确定好技术指标,就很有可能造成变压器不能正常进行电压的转换,进而影响无线设备的正常运行。
2.2.2变压器的工作频率
工作频率也是变压器在设计中要着重注意的问题,如果不能对工作的频率进行正确的设定,就很有可能造成电源的噪音过大,影响电能的转换以及利用,需要根据无线通信设备的具体要求来进行变压器的工作频率的设定,一般情况下要选择频率大的变压器。
2.2.3关联的元器件设备
元器件作为变压器的重要组成部分,如果变压器中的元器件不能很好的顺应变压器的总体需求,就可能造成电压在转换的过程中出现问题,使得电压得不到安全、高效的转化。元器件的选择要根据变压器设计中的相关公式计算后,再进行选择,以充分保障元器件选择的科学性。
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2.3应用的注意事项
2.3.1电压稳定
电压的稳定是确保变压器能够正常使用的重要前提条件,但是在某些场合,电压会出现不稳定的情况,因此这就需要相关的设计人员在进行变压器设计时要充分地考虑到这一点,通过在输入端增加滤波电器,像滤波器等设备,以保障电压的稳定。
2.3.2输出波纹的控制
波纹的残留在电源的输出中就会变成噪音,进而影响用户的使用体验,因此设计人员在进行设计时要考虑到对输出波纹的控制,尤其是低频的波纹。主要的抑制方法有以下几种,一是加大输出低频滤波的电感,二是控制前馈的控制方法,以此降低低频波纹分量。
2.3.3板载电源
板载电源指的就是DC/DC转换器。其主要的作用是将产品与负载缩短,以此使得连接线的损耗不断地降低,进而改善EMC特性和输出电特性得到改善。
2.3.4实际负载
实际的负载在DC/DC变压器的使用的过程中起到主要的决定,很多的无线通信设备在订购变压器时,要充分的考量到变压器的实际负载是否符合自己设备的需求。
2.3.5热源的分散
设备在使用的过程中需要进行热量的分散,开关电源在使用的过程中往往会用到多个变压器,这就需要设计人员以及技术人员要设计好热量的分散,使得分系统的热设计更加的方便,以免在使用的过程中因为热量散发不出去,造成设备的使用问题。
2.3.6加强维护
变压器的维护也是其设计中需要重视的一点,很多的无线通信设备的价钱都比较的昂贵,大部分的人在设备出现故障后会选择维修而不是更换设备,因此设备中的零部件在设计上必须要便于维修。使用者也要加强对设备的维修、保养意识,以保障设备长期、高效的使用,延长设备的使用寿命。
3、无线通信设备中的开关电源发展的趋势
3.1高效化
现阶段,科技的发展使得我们的无线通信技术获得了更大的发展空间,尤其是5G通信技术的提出,意味着我们的通信技术迈入了新的发展阶段。因此,对无线通信设备的运行要求等不断地提升,高效化的开关电源是新时期无线通信设备的重要要求。
3.2数字化
计算机技术的发展使得数字技术对我们社会的发展起到了极大地推动作用,尤其是信息时代的到来,我们的信息的更新速度急速加快,大数据技术的应用范围变得更加的广泛,因此开关电源也需要利用数字化技术,构建相应的模型以实现智能化、数字化控制。
3.3软开关
变压器的变换效率的提升也是变压器的发展方向之一,因此提出来软开关的理念,简单的说就是零电压开关以及电流开关。这两种技术使得变压器的效率得了很大的提升,并且降低了开关的损耗以及应力。
3.4小型化技术
未来对设备的需求只会是不断地缩小体积,这将是一个长久的趋势,变压器的小型化技术一直是技术人员不断追求的,为了减少电源的空间占用率,就必须不断的进行技术上的研究,可以通过线圈的薄型化,还可以利用陶瓷电容来替代线圈。
结束语:开关电源在我们的日常生活中并不少见,很多的电器设备都会用到电源开关,但是在无线电设备中的电源开关与我们的直接接通电源的开关有所不同,其主要是利用DC/DC变压器进行电压的变换,以达到无线设备正常使用的要求。但是随着社会的发展,人们的需求发生了更多的变化,因此为了顺应人们的需求,无线通信设备的电源开关也应当不断地进行发展,这就需要相关的设计人员要进行更加深入的探究,促进电源开关获得新的发展空间。本文对开关电源在无线通信设备中的应用分析还存在很大的不足,日后还会继续进行研究、分析。
参考文献:
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论文作者:甘寿鹤
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/11/1
标签:设备论文; 无线通信论文; 开关电源论文; 变压器论文; 电压论文; 变换器论文; 过程中论文; 《城镇建设》2019年第18期论文;