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摘要：在无线通信设备工作的过程中，各种直流电压是其电压应用的首选。但是有时所接受的电压和所需要的电压不一定相符合。这就需要有一个转换器，将电源盒中的电压值转换为通信设备所需要的电压值。开关电源所占空间体积相对较小。其重量也相对于其他材料较轻。它不光在外部属性上有优势，在工作的效率上也有优势，它可以使电压进行更快速的变换。在开关电源被广泛应用的同时，对其内部存在的转换器也应该进行相应的研究。本文介绍了电源盒中的转换器，并提出了改进方案。
关键词：电源盒；无线通信；变换器应用
前言
开关电源主要分 AC/DC 与 DC/DC 两大类，由于无线通信设备多采用电池供电，所以主要应用 DC/DC 变换器。开关电源的 DC/DC 变换器可以在无线通信工作中对电池电压进行升压、降压和升降压变换，使系统能正常稳定地工作。在变换器和开关变换器的作用下，电压可以在较短的时间内改变，迅速趋于无线通信设备接口所需电压，降低工作难度，保障通电安全。
1. DC/DC 变换器的工作问题
1.1此变换器的工作原理
变换器在工作的过程中，首先会运用已经设计好的电路，利用设置于电路内部的开关操作，将所接收的工作指令进行转化和反馈，使得整部分的电路在工作的过程中可以有效进行电流的传送并达到无线通信的效果。变换器根据直流输入和输出是否连在一起分为两种方式，其中一种是隔离变换，另外一种是非隔离变换。直流输入与输出分开为隔离变换，直流输入与输出连在一起为非隔离变换。DC/DC转换器在工作中，首先输出电压经过FB反馈电路到FBpin采样放大器上，在通过反馈电压VFB与设定好的比较电压Vcomp进行比较，并同时产生差错电压信号，该信号将通过变换器的内部电路输入到PVM模块中，然后PVM根据差错电压的大小来进行占空比的调节，从而对输出电压进行调节。概括地讲，变换器可以通过误差电压控制开关的时间比例来达到控制开关元件的目的，进一步获得更精准的电压。
1.2变换器的结构设计
DC/DC转换器分为三种分别是升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。DC/DC转换器一般是通过芯片控制的、有电感线圈、二极管、三极管，电容器构成。DC/DC转换器调制方式分为两种，PFM（脉冲频率调制方式）和PWM（脉冲宽度调制方式）。在设计DC/DC转换器前需考虑外部输入电压及输入电流的大小和DC/DC转换器输出的电压、电流、系统功率的最大值。DC/DC转换器主要工作原理，是将直流电逆变使其变为交流电，然后再整流变成另一种直流电压。过高的频率可能会加大电源内部的噪声，所以外围电路最好可以防冲击元件，来保护转换器的稳定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆转换器主电路分为非隔离双向DC/DC（双向半桥boost-buck电路，双向buck-boost电路，双向buck电路，双向Zate-Sepic电路）和隔离型双向DC/DC（全桥式，原边半桥式，双推挽双向，双半桥双向）。转换器一般由直流-直流变换模块，监控模块和直流配电单元组成。
1.3外接元件对转换器工作效率的影响
外接元件特性决定变换器的效率，尤其是线圈。因此，需要通过计算和实验以确定最佳的参数值。理想状态下，线圈与变换效率成正比，即增加线圈的电感对提高变换器变换效率有一定促进作用。但线圈存在直流电阻，随着电感增大电阻也变大，反而会造成效率的下降。因此，经过综合的考量，外接元件建议选择：低直流电阻电感?20～220μH，钽电容47～200μF，肖特基二极管。
2.对电源盒在无线通信过程中的作用改进方案
2.1使设备适配于与系统低电压化相对应的电源电路
随着工作电压的不断降低，人们对更高计算速度的需求日益增长，电源电流也随之增加，理想的电流越来越大，需要采用系统低电压化相对应的电源（CPU电源），这种电源所使用的同步整流方式的变换器电路，能够更好地根据负载变化进行调整，热量管理效果更加显著，在提高效率的同时，通过实现同步整流来减小副边处的主要电源功率损耗。
2.2研究小型电源，为特殊工作环境做准备
在高温、高海拔、高潮湿、抗辐射等特殊自然环境和冶金、电镀、热处理等特殊工作环境中，可用空间很小，研究小型电源是未来适应特殊环境需求的必然趋势。小型电源虽然可以减小电源所占空间，但又须要保持电压变换工作不受影响，为解决此问题，认为可将线圈换为两个陶瓷电容，甚至是研究更小型电源。但是开关管，变压器和EMI及PCB设计限制了电源小型化的过程。以MOS为例，他的极限开关频率在5.9MHz，而控制开关占空比实现调压，导致了开关管本身的开关速度限制了频率提升。高频电流在线圈中流通产生严重的高频效应导致温度升高，从而限制了开关频率提高。高频下寄生参数会产生相应的寄生效应，严重影响电源效应，更会造成一系列EMI问题，同时对开关管的电力压力是一个考验。研究小型电源应考虑先从上述三个方面进行研究突破，在特殊环境工作下提供小型电源的研究有待进一步发展。
2.3研究新型外接元件，提高工作效率
随着电子设备体积减小，电路密度也就越高，信息传输速度也愈发变快，这就要求新型外接元件需要具有更好的功能性，体积更小速度更快等。在发达国家中电子元器的研究超过5%，甚至一些企业投入10%以上来研究电子元器。我国芯片起步晚，投入研究有限，所以电子元器只能依靠进口成为现状。研究新型外接元件十分重要。现在电子元件片式化高达70%。现在元件不断向高频化进行突破，到过高的频率会导致噪音产生，外接电路的防冲击和降噪也是必须要研究的方向，以提高工作效率。低温烧结特性的微波陶瓷介质和其敏感陶瓷材料的多层共烧技术是世界各国都在研究的，这项技术研究出来的新型外接元件，既可减少元件所占空间，也能对电流加以保护提高转化器的工作效率。
3.结语
近年来，随着工作电池电压方式降低的越来越快，我国理想化的电流也越来越大。综上所述，人们考虑所采用的 CPU 电源所使用的同步整流方式变化的也越来越多。为了更进一步的减少电源的占用空间，线圈的波性化进行稳定型变换器应用几率也越来越多。不断开发新原料，采用新的控制手段，无线通信行业才可以得以飞速发展。总而言之，无线通信技术的发展，未来的无线通信技术以及电源技术都将取得长足的进步，更好的为人们提供通信服务。
参考文献：
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[2]孙小进. 基于 AT89S52 单片机数据通信终端设计[J]. 电子设计工程，2013，22：20-22.
论文作者:龚峰
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/19
标签：变换器论文; 电压论文; 电源论文; 转换器论文; 电路论文; 工作论文; 元件论文; 《防护工程》2019年11期论文;