现代通信系统电源设计
通信设备使用的电源器件有很多种,从前端的功率因数校正 (PFC)AC/DC 电源到后端的
高效
DC/DC 模块和负载点(POL)转换器,不一而足。从需要很高效率的中间总线转换器
(IBC),到那些日趋细小轻巧的 VoIP 数字电话,以及要求多路紧密调节电压(7~13 路输出)
的数字用户线
(xDSL)电源等,DC/DC 电源在现代通信中获得了广泛应用。
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中低功率应用
(15~100W)通常使用低成本的单端正向或回扫拓扑结构来设计电源模块,
而推挽式、半桥和全桥拓扑结构在功率更高的应用
(100~1000W)中很流行。中间总线架构
(IBA)是一种新型分布式总线标准,它利用一种低成本的非稳压 (开环)中间总线式转换器
(IBC)将-48V 通信总线转换到+12V 中间总线,从而通过使用低成本的负载点(POL)模块简
化板上电源设计。
美国国家半导体公司最近发布了一系列新的高压电源转换数字特殊应用集成电路
(ASIC),即 LM5000 系列,该系列提供了多种脉冲宽度调制(PWM)控制器驱动器芯片组,
用于这些最新的电源系统设计中。这些芯片能承受高达
100V 的输入电压,满足了通信系统
电压瞬态规范的应力限制。其开关频率超过
1MHz,与现有的解决方案相比,提高了电源效
率,并成为众多电源应用的基准。该系列从低成本的中功率正向拓扑结构
(使用 LM5025 电
压模式有源钳位
PWM 控制器),到中功率 IBA 转换器(使用 LM5033 半桥或推挽 PWM),再
到最先进、功率最高的级联式电流馈电拓扑结构
(由 LM5041 和 LM5100 控制器驱动器芯片
组支持
),覆盖了所有的功率级别。
新型 IBA 电源系统方法需要两级转换:首先是非稳压隔离级,然后是多个紧密调节的负
载点板上安装的
DC/DC 电源模块。隔离级(称作中间总线转换器)的拓扑结构一般是开环、非
稳压、自由运行
“直流变压器”,被选择用来隔离和降低总线电压,同时保证低成本和高功率
转换效率
(大于 95%)。双输出 LM5033PWM 控制器和 LM5100 半桥驱动器构成一个理想的芯
片组解决方案,能将这些中间总线转换器设计中需要的外部元件成本和数量降至最低。