前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文第1篇

關(guān)鍵詞： 鋼結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定設(shè)計(jì) 探討

中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

建筑中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)不是簡單的將建筑付諸于施工階段即可，它是一項(xiàng)責(zé)任十分重大的工作，直接關(guān)系到人民群眾的生命安全和建筑工程的經(jīng)濟(jì)收益?？偠灾?，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)在建筑工程中有著不可或缺的重要作用。

一、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的基本概念

1、強(qiáng)度與穩(wěn)定的區(qū)別

強(qiáng)度問題指結(jié)構(gòu)或者單個構(gòu)件在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下由荷載所引起的最大應(yīng)力( 或內(nèi)力) 是否超過建筑材料的極限強(qiáng)度, 極限強(qiáng)度取決于材料的特性, 對混凝土等脆性材料取它的最大強(qiáng)度, 對鋼材則常取它的屈服點(diǎn)。穩(wěn)定問題則與強(qiáng)度問題不同,它主要是找出外荷載與結(jié)構(gòu)內(nèi)部抵抗力間的不穩(wěn)定平衡狀態(tài), 即變形開始急劇增長的狀態(tài), 從而設(shè)法避免進(jìn)入該狀態(tài), 它是一個變形問題。如軸壓柱,由于失穩(wěn), 側(cè)向撓度使柱中增加數(shù)量很大的彎矩,因而柱子的破壞荷載可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于它的軸壓強(qiáng)度。顯然, 軸壓強(qiáng)度不是柱子破壞的主要原因。

2、鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的分類

(1)第一類穩(wěn)定問題或者具有平衡分岔的穩(wěn)定問題( 也叫分支點(diǎn)失穩(wěn)) 。完善直桿軸心受壓時(shí)的屈曲和完善平板中面受壓時(shí)的屈曲都屬于這一類。

(2)第二類穩(wěn)定問題或無平衡分岔的穩(wěn)定問題( 也叫極值點(diǎn)失穩(wěn)) 。由建筑鋼材做成的偏心受壓構(gòu)件, 在塑性發(fā)展到一定程度時(shí)喪失穩(wěn)定的能力, 屬于這一類。

(3)躍越失穩(wěn)不同于以上兩種類型, 它既無平衡分岔點(diǎn), 又無極值點(diǎn), 它是在喪失穩(wěn)定平衡之后跳躍到另一個穩(wěn)定平衡狀態(tài)。區(qū)分結(jié)構(gòu)失穩(wěn)類型的性質(zhì)十分重要, 這樣才有可能正確估量結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力。隨著穩(wěn)定問題研究的逐步深入, 上述分類看起來已經(jīng)不夠了。設(shè)計(jì)為軸心受壓的構(gòu)件, 實(shí)際上總不免有一點(diǎn)初彎曲,荷載的作用點(diǎn)也難免有偏心。因此, 要真正掌握這種構(gòu)件的性能, 一方面必須了解缺陷對它的影響( 其他構(gòu)件也都有個缺陷影響問題) , 另一方面就是深入對構(gòu)件屈曲后性能的研究。

3、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的原則

根據(jù)穩(wěn)定問題在實(shí)際設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)，有以下三項(xiàng)原則。

( 1)結(jié)構(gòu)整體布置必須考慮整個體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求，目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來設(shè)計(jì)的,如桁架和框架都是如此。保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn), 需要從結(jié)構(gòu)整體布置來解決, 亦即設(shè)計(jì)必要的支撐構(gòu)件。這就是說, 平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面穩(wěn)定計(jì)算必須和結(jié)構(gòu)布置相一致。

( 2)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡圖相一致, 這對框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算十分重要。目前設(shè)計(jì)單層和多層框架結(jié)構(gòu)時(shí), 經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分折而是代之以框架柱的穩(wěn)定計(jì)算。在采用這種方法時(shí), 計(jì)算框架柱穩(wěn)定時(shí)用到的柱計(jì)算長度系數(shù), 應(yīng)通過框架整體穩(wěn)定分析得出, 才能使柱穩(wěn)定計(jì)算等效于框架穩(wěn)定計(jì)算。對單層或多層框架給出的計(jì)算長度系數(shù)有五條基本假定, 其中包括: 框架中所有柱子是同時(shí)喪失穩(wěn)定的, 即各柱同時(shí)達(dá)到其臨界荷載。按照這條假定, 框架內(nèi)各柱的穩(wěn)定參數(shù)桿件穩(wěn)定計(jì)算的常用方法, 往往是依據(jù)一定的簡化假設(shè)或者典型情況得出的, 設(shè)計(jì)者必須確知所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)符合這些假設(shè)時(shí)才能正確應(yīng)用。在實(shí)際工程中, 框架計(jì)算簡圖和實(shí)用方法所依據(jù)的簡圖不一致的情況還可舉出以下兩種, 即附有搖擺拄的框架和橫梁受有較大壓力的框架。這兩種情況若按規(guī)范的系數(shù)計(jì)算, 都會導(dǎo)致不安全的后果。所以所用的計(jì)算方法與前提假設(shè)和具體計(jì)算對象應(yīng)該相一致。

( 3)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造和構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算必須相互配合, 使二者有一致性。結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)相符合, 一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大家都注意的問題。對要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節(jié)點(diǎn)連接, 應(yīng)分別賦與它足夠的剛度和柔度, 對桁架節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量減少桿件偏心這些都是設(shè)計(jì)者處理構(gòu)造細(xì)部時(shí)經(jīng)?？紤]到的。

4、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)特點(diǎn)

( 1) 鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn), 在形式上具有多樣化特點(diǎn)。有時(shí), 某一部位從表面上看并不受壓或不是主要受壓, 但仍然會出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)問題。例如在簡支鋼板梁的端部復(fù)板處, 一般情況下彎曲正應(yīng)力較小, 比較大的是剪應(yīng)力。然而, 縱橫兩個方向的剪應(yīng)力相結(jié)合, 就可能形成較大的斜向壓應(yīng)力, 并導(dǎo)致復(fù)板局部失穩(wěn)。此外, 結(jié)構(gòu)的某些部位也有可能隨結(jié)構(gòu)變形由不受壓變?yōu)槭軌憾鴮?dǎo)致失穩(wěn)。

(2) 對于結(jié)構(gòu)來說, 它是由各個桿件組成為一個整體的。當(dāng)一個桿件發(fā)生失穩(wěn)變形后, 它必然牽動和它剛性連接的其他桿件。因此, 桿件的穩(wěn)定性不能就某一根桿件去孤立地分析, 應(yīng)當(dāng)考慮其他桿件對它的約束作用。這種約束作用是要從結(jié)構(gòu)的整體分析來確定的, 這就是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的整體性問題。

(3) 穩(wěn)定的相關(guān)性, 指不同失穩(wěn)模式的偶合作用。例如, 單軸對稱的軸心受壓構(gòu)件, 當(dāng)在對稱平面外失穩(wěn)時(shí), 呈現(xiàn)既彎又扭的變形, 它是彎曲和扭轉(zhuǎn)的相關(guān)屈曲。另外, 局部和整體穩(wěn)定的相關(guān), 還常見于冷彎薄避型鋼構(gòu)件。其壁板的局部屈曲一般并不立刻導(dǎo)致整體構(gòu)件喪失承載能力, 但它對整體穩(wěn)定臨界力卻有影響。對于存在缺陷的桿件來說, 局部和整體之間相互影響更具有復(fù)雜性。

(4) 穩(wěn)定計(jì)算的其它特點(diǎn): 在彈性穩(wěn)定計(jì)算中,除了需要考慮結(jié)構(gòu)的整體性外, 還要做二階分析,這種分析對柔性構(gòu)件尤為重要, 這是因?yàn)槿嵝詷?gòu)件的大變形量對結(jié)構(gòu)內(nèi)力產(chǎn)生了不能忽視的影響, 其次, 普遍用于應(yīng)力問題的迭加原理, 在彈性穩(wěn)定計(jì)算中不能應(yīng)用。

二、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性研究雖然取得了一定的進(jìn)展，但也存在一些不容忽視的問題：

1、目前在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究中，梁- 柱單元理論已成為主要的研究工具。但梁- 柱單元是否能真實(shí)反映網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)還很難說，雖然有學(xué)者對梁- 柱單元進(jìn)行過修正。主要問題在于如何反映軸力和彎矩的耦合效應(yīng)。

2、在大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定的相互關(guān)系也是一個值得探討的問題，目前大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中取一個統(tǒng)一的穩(wěn)定安全系數(shù)，未反映整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)性。

3、預(yù)張拉結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定設(shè)計(jì)理論還很不完善，目前還沒有一個完整合理的理論體系來分析預(yù)張拉結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。

4、鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性研究中存在許多隨機(jī)因素的影響，目前結(jié)構(gòu)隨機(jī)影響分析所處理的問題大部分局限于確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)、隨機(jī)荷載輸入這樣一個格局范圍，而在實(shí)際工程中，由于結(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性，會引起結(jié)構(gòu)響應(yīng)的顯著差異。所以應(yīng)著眼于考慮隨機(jī)參數(shù)的結(jié)構(gòu)極值失穩(wěn)、干擾型屈曲、跳躍型失穩(wěn)問題的研究。從上面可以看出，我們的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論還是不夠完善，我們在設(shè)計(jì)中一般都是把鋼結(jié)構(gòu)看成是完善的結(jié)構(gòu)體系，針對上述問題我們可以看出在設(shè)計(jì)中我們沒有考慮一些隨機(jī)因素的影響。但是我們在考慮這些因素之前，應(yīng)該弄清楚這些隨機(jī)因素的來源，一般情況下把影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性隨機(jī)因素分為三類：

（1）物理、幾何不確定性：如材料（彈性模量，屈服應(yīng)力，泊松比等）、桿件尺寸、截面積、殘余應(yīng)力、初始變形等。

（2）統(tǒng)計(jì)的不確定性：在統(tǒng)計(jì)與穩(wěn)定性有關(guān)的物理量和幾何量時(shí)，總是根據(jù)有限樣本來選擇概率密度分布函數(shù),因此帶來一定的經(jīng)驗(yàn)性。這種不確定性稱為統(tǒng)計(jì)的不確定性，是由于缺乏信息造成的。

（3）模型的不確定性：為了對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，所提的假設(shè)、數(shù)學(xué)模型、邊界條件以及目前技術(shù)水平難以在計(jì)算中反映的種種因素，所導(dǎo)致的理論值與實(shí)際承載力的差異，都?xì)w結(jié)為模型的不確定性。

結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題區(qū)別于強(qiáng)度問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中, 設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確知道結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性能, 以免在設(shè)計(jì)過程中發(fā)生不必要的失穩(wěn)損失。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳文德.淺析鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)[J]. 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(08)

[2] 韓暢華.新型鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)研究[J]. 廣東科技. 2007(07)

電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文第2篇

關(guān)鍵詞： MC34063A； 寬電壓輸入； 降壓型電路； 嵌入式系統(tǒng)

中圖分類號： TN964?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）04?0142?03

Application of switching power chip MC34063A in embedded wide voltage input devices

ZHU Xiao?yu， LI Jin

（College of Sciences， Henan Institute of Engineering， Zhengzhou 451191， China）

Abstract： Power supply is an important component of electronic system. The stability of the power supply affects the performance and service life of the whole system directly. The core voltage of embedded systems is usually + 5 V. In order to make sure the system have a wider adaptability， the step?down wide voltage input circuit designed according to the principle of the switching power chip MC34063A is introduced. The circuit design was completed by parameter calculation of its peripheral devices. The several important performance indexes of the system were tested. The good stability and practicability of the wide voltage input circuit were verified by the tested results. Compared with other wide voltage modes， this design has a wider adaptability and accuracy.

Keywords： MC34063A； wide voltage input； step?down circuit； embedded system

0 引 言

嵌入式的檢測設(shè)備核心電壓多為+3.3 V或+5 V，其往往被帶到各種環(huán)境下進(jìn)行檢測工作，而每一種環(huán)境能夠提供的電壓標(biāo)準(zhǔn)常常不一致。雖然每一個器件都有其工作電壓上限和下限，但在非正常電壓下工作，器件極易損壞，從而造成整個設(shè)備的故障。一個在各種電壓標(biāo)準(zhǔn)下都能夠正常工作的寬電源電路設(shè)計(jì)就顯得很有必要。MC34063A能夠在很寬的電壓范圍內(nèi)正常工作，保持輸出穩(wěn)定可靠。

1 MC34063A芯片介紹

MC34063A是一種單片雙極型線性集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)升壓和降壓效果，專用于直流-直流變換器控制部分，片內(nèi)包含有溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源、一個占空比周期控制振蕩器驅(qū)動器和大電流輸出開關(guān)，能輸出1.5 A的開關(guān)電流。它能使用最少的外接元件構(gòu)成開關(guān)式升壓變換器、降壓式變換器和電源反向器。

具有以下特點(diǎn)：

（1） 能在3～40 V的輸入電壓下工作；

（2） 帶有短路電流限制功能；

（3） 低靜態(tài)工作電流；

（4） 輸出開關(guān)電流可達(dá)1.5 A（無外接三極管）；

（5） 輸出電壓可調(diào)；

（6） 工作振蕩頻率從100 Hz～100 kHz；

（7） 可構(gòu)成升壓降壓或反向電源變換器。

管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 MC34063A的降壓型寬電壓輸入應(yīng)用電路

一個比較精確地嵌入式硬件電路應(yīng)該對模塊進(jìn)行焊接、調(diào)試，避免遇到問題時(shí)無從下手檢查。由于系統(tǒng)中每個電路模塊都需要接入輸入電源，如果電源輸入不當(dāng)，則會使輸出結(jié)果不當(dāng)甚至燒壞系統(tǒng)。因此電路的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，本系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)如下文所示。

圖1 MC34063A管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2.1 電路原路圖

如圖2所示，是采用MC34063A芯片構(gòu)成的降壓型寬電壓輸入電路。

圖2 降壓型寬電壓輸入電路

Vin可以在7～40 V的范圍內(nèi)變化，而Vcc保持不變。其原理是當(dāng)芯片內(nèi)部開關(guān)管T1導(dǎo)通時(shí)，電流經(jīng)MC34063A的1腳、2腳給電感L4、定時(shí)電容C4以及負(fù)載供電，同時(shí)電感L4存儲能量；當(dāng)T1斷開時(shí)，續(xù)流二極管D2導(dǎo)通，此時(shí)由電感L4繼續(xù)給電容C4和負(fù)載供電。由于電源間歇供電，所以輸出電壓低于電源電壓。這樣只要芯片的工作頻率相對負(fù)載的時(shí)間常數(shù)足夠高，負(fù)載上便可獲得連續(xù)直流電壓[1]。

2.2 電阻參數(shù)計(jì)算

根據(jù)芯片手冊可知：

[VCC=1.251+R1R2]

也就是輸出電壓與輸入電壓Vin沒有直接關(guān)系（Vin>VCC），只需要選好R1和R2的參數(shù)即可保證在輸入變化的情況下輸出保持穩(wěn)定不變。

通過計(jì)算和實(shí)際比較，R1選用[103]kΩ（即3個10 kΩ并聯(lián)），R2選用10 kΩ。這樣：

[VCC=1.251+R1R2=1.25×1+3=5]

R10為限流電阻，當(dāng)電流值超過1 A時(shí)起作用，通常選取0.33 Ω。

2.3 電容電感的選取

電感L4是存儲電能的作用，其計(jì)算公式為：

[Lmin=Vmin-VcetTonIpk]

式中：Vcet=1.0 V；Vmin為輸入電壓的最小值；Ton為導(dǎo)通時(shí)間；Ipk為輸出電流。

電容C4=0.000 4Ton，Ton為開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間[2]。通常選取L4=220 μH，C4=270 pF。

3 輸出特性性能分析

寬電源的輸出特性主要技術(shù)指標(biāo)有：誤差分析、穩(wěn)定性分析、溫度影響量分析。本小節(jié)測試所使用的測量儀器為HP34401臺式數(shù)字萬用表[3]。

3.1 誤差分析

寬電壓輸入設(shè)備的基本要求就是輸入電壓可以在一定范圍內(nèi)變化而輸出保持基本不變，誤差要達(dá)到要求。經(jīng)過測量，本設(shè)計(jì)的輸出電壓如表1所示。

表1 25℃室溫下輸出與輸入測量值 V

由表1可以計(jì)算出最大相對誤差：

[Δsm=ΔxA×100%]

式中：[Δx]為最大絕對誤差；A為理論輸出值5 V。

所以：

[Δsm=ΔxA×100%=0.025×100%=0.4%]

綜合，最大相對誤差為0.4 %，達(dá)到嵌入式系統(tǒng)對輸入電壓的要求范圍。

3.2 穩(wěn)定性分析

穩(wěn)定性主要是指給定一個穩(wěn)定的輸入量，在任何時(shí)間下輸出都保持穩(wěn)定的狀態(tài)。本部分測試所給定的輸入電壓為9 V，每間隔15 min對輸出進(jìn)行一次測量[4]。測得的數(shù)據(jù)如表2所示（室溫25 ℃）。

表2 穩(wěn)定性測量

穩(wěn)定性的計(jì)算公式為：

[δ=1NN=0～NX-X′2]

式中：N為測量次數(shù)；X為理論值；X′為測量平均值；

根據(jù)上式代入數(shù)值得：

[δ=1100～105.00-5.0062=0.02]

穩(wěn)定度較好，達(dá)到嵌入式系統(tǒng)的電源要求。

3.3 溫度影響量分析

溫度影響量主要是指在穩(wěn)定的輸入條件下，調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，測試輸出量。輸出量變化越小，則系統(tǒng)的溫度穩(wěn)定性越高。本測試在保持輸入為+12 V的條件下，逐步改變環(huán)境溫度對輸出電壓進(jìn)行測量[5]。

測試的結(jié)果如表3所示。

表3 溫度影響量測量

根據(jù)表3可知，在不同的環(huán)境溫度下系統(tǒng)的輸出值會產(chǎn)生一定的波動，但總體保持穩(wěn)定。根據(jù)穩(wěn)定度的計(jì)算公式：

[δ=1NN=0～NX-X′2]

式中：N為測量次數(shù)；X為理論值；X′為測量平均值；

可以計(jì)算出溫度穩(wěn)定度為0.03。達(dá)到嵌入式系統(tǒng)所要求的范圍[6]。

4 結(jié) 論

本設(shè)計(jì)電路使用了很少的元器件達(dá)到了很寬的輸入電壓目的，并且通過測試，在不同的輸入電壓下，電源輸出穩(wěn)定可靠，誤差在許可范圍內(nèi)?？梢栽谇度胧较到y(tǒng)中可靠應(yīng)用。相對于其他的寬電壓，本設(shè)計(jì)的精度更高，穩(wěn)定性更可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 李躍忠，李昌喜.多功能智能調(diào)節(jié)儀開關(guān)電源設(shè)計(jì)[J].東華理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，28（3）：278?281.

[2] 李真芳，李世雄.MC34063在嵌入式電源設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].國外電子元器件，2005（6）：73?74.

[3] 管小明，李躍忠，王曉娟.基于MC34063的便攜式儀器電源電路設(shè)計(jì)[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，33（1）：97?100.

[4] 張占松，蔡宜三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[5] 郭忠銀，高飛燕.基于MC34063的開關(guān)電源設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2010（6）：40?43.

[6] 孫智，張道信.基于MC34063的大電流負(fù)電源設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2009（11）：90?92.

[7] 張建民，姚佶，何怡剛，等.基于ATmega16單片機(jī)的電能收集充電器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（2）：135?136.

電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文第3篇

【關(guān)鍵詞】移動基站；通信電源系統(tǒng)；設(shè)計(jì)方式

在國家的發(fā)展之下，我國的通信事業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，對于通信系統(tǒng)而言，通信電源的穩(wěn)定性與可靠性是保障是運(yùn)行穩(wěn)定性的基礎(chǔ)性條件，為此，通信電源的設(shè)置必須要遵循合理、科學(xué)與規(guī)范的原則。在通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，通信設(shè)備直流負(fù)荷容量是一個最為重要的組成部分，也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，通信設(shè)備直流負(fù)荷容量對于電源系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與可靠性有著重要的制約作用，加上基站數(shù)量的影響，這種影響就變得更加顯著。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)工程的具體情況，從實(shí)際情況出發(fā)，在滿足通信系統(tǒng)可靠要求的前提下合理地設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)，對保障通信系統(tǒng)安全運(yùn)行以及降低工程投資具有重要的意義。

在設(shè)計(jì)的過程中，還要注意到移動基站的特征，除了數(shù)量眾多，移動基站還有著站址分散的特征，一些基站交流供電情況也不穩(wěn)定，常常存在電壓波動與季節(jié)性停電的問題，這就給基站電源的維護(hù)工作帶來了更大的難度。在設(shè)計(jì)基站電源時(shí)，必須要將這些因素充分的考慮進(jìn)來，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要保障好電源設(shè)備的冗余量，還要為基站內(nèi)通信設(shè)備留出一些供電時(shí)間，綜合考慮到建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性，科學(xué)合理的配置電源設(shè)備的容量。

1 移動基站特殊條件對于通信電源設(shè)備的設(shè)計(jì)需求

在移動事業(yè)的發(fā)展之下，移動基站的數(shù)量也呈現(xiàn)出逐漸增多的趨勢，逐步的從城市發(fā)展到鄉(xiāng)村之中，移動基站逐步的散落到了各個角落之中，其工作環(huán)境也大部相同，一些特殊的工作環(huán)境對于移動基站通信電源設(shè)備的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求，這表現(xiàn)幾個方面：

第一，如果移動基站電網(wǎng)供電是采用農(nóng)網(wǎng)，那么其供電質(zhì)量常常難以保證，如果要保障電源時(shí)時(shí)刻刻處在穩(wěn)定的運(yùn)行范圍內(nèi)，那么就需要為電源輸入留出一定的范圍，此外，考慮到移動基站電網(wǎng)輸入存在雷電過電壓保護(hù)與操作過電壓的情況，就需要設(shè)置好相應(yīng)的過電壓與防雷保護(hù)法。

第二，部分基站在運(yùn)行前期經(jīng)常存在粉塵、高溫、潮濕的現(xiàn)象，為了保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，通信電源就需要具備防塵、防潮與溫度范圍寬的性質(zhì)。

第三，移動基站的數(shù)量是很多的，其中大部分沒有人值守，這就要求通信電源需要具備操作簡單與維護(hù)方便的特征，同時(shí)還要有相應(yīng)的故障診斷與遠(yuǎn)方監(jiān)控功能，同時(shí)，為了保障通信的穩(wěn)定性，移動基站的通信電源要需要具備缺相功能。

2 移動基站通信電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式與注意事項(xiàng)

針對移動基站通信電源系統(tǒng)的運(yùn)行需求，在設(shè)計(jì)的過程中需要注意到多種問題，設(shè)計(jì)工作需要滿足以下幾個特征：

2.1 移動基站通信電源需要具有可靠性

移動基站通信電源的可靠性是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)性條件，在特殊的運(yùn)行環(huán)境之下，通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須要滿足相關(guān)的運(yùn)行環(huán)境，為此，就需要將電源模塊交流輸入相關(guān)的電壓范圍中，在國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)奶嵘?0%-30%，這樣才能夠保障電源系統(tǒng)運(yùn)行的適應(yīng)性。

在冷卻方式的選擇上，電源模塊使用自然冷卻方式即可，與風(fēng)冷方式相比，使用自然冷卻方式能夠防止由于風(fēng)機(jī)損壞對電源系統(tǒng)運(yùn)行的影響，提高風(fēng)機(jī)的使用效率，避免出現(xiàn)由于人為因素造成的更換風(fēng)險(xiǎn)。此外，還要在傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的基礎(chǔ)上使用綜合過電壓保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)非雷電過電壓保護(hù)與雷電過電壓保護(hù)工作的一體化，這樣，即使移動基站電源系統(tǒng)出現(xiàn)非雷電過電壓與雷電過電壓，電源也能夠被有效的納入到保護(hù)范圍內(nèi)。

此外，為了提升電源系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，還需要設(shè)計(jì)好相關(guān)的故障隔離方法，在設(shè)計(jì)的過程中，需要將電源模塊故障與電源監(jiān)控故障進(jìn)行隔離處理，同時(shí)將正常電源模塊與故障電源模塊隔離起來，這樣就可以保障電源系統(tǒng)在部分模塊出現(xiàn)故障的情況下依然能夠正常的運(yùn)行。

2.2 移動基站通信電源需要具有可用性

設(shè)計(jì)移動基站通信電源的主要目的就是保障電源系統(tǒng)能夠滿足不同運(yùn)行工況的需求，因此，移動基站通信電源需要具備可用性，這種可用性包括幾個內(nèi)涵：

第一，帶載特征

在各種因素的影響下，移動基站電源系統(tǒng)在調(diào)試工作中常常為空載的狀態(tài)，在運(yùn)行的過程中，電源系統(tǒng)則主要處在輕載狀態(tài)之中，為了提升系統(tǒng)運(yùn)行的可用性，需要改進(jìn)控制電路與電路拓?fù)淝闆r，保障電源能夠在空載狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的運(yùn)行，并采取科學(xué)的效果提升輕載運(yùn)行效率。

第二，智能化管理

移動基站通信電源的設(shè)置還需要具備智能化管理的特征，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，電源模塊能夠與電源監(jiān)測單元實(shí)現(xiàn)密切的配合，將蓄電池分成橫流階段與恒壓階段。蓄電池均浮充電壓能夠根據(jù)外界溫度的變化情況對監(jiān)控單元進(jìn)行調(diào)整與補(bǔ)償，這樣即可保障電源系統(tǒng)無論在何種工作狀態(tài)下都可以處在滿容狀態(tài)中。

第三，缺相運(yùn)行

移動基站的運(yùn)行常常會出現(xiàn)電源缺相的情況，如果發(fā)生該種情況，就需要立即開啟保護(hù)措施，將模塊關(guān)閉，這給給電源的維護(hù)工作提出了更高的要求。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)移動基站通信電源系統(tǒng)時(shí)，需要增加缺相運(yùn)行功能，此時(shí)，如果電源輸入發(fā)電缺相的情況，那么電源模塊就會發(fā)生報(bào)警聲。

2.3 移動基站通信電源需要具有可維護(hù)性

為了保障系統(tǒng)的安全性，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮到通信電源的可維護(hù)性，讓系統(tǒng)的維護(hù)變得簡單、易行，這種維護(hù)工作包括系統(tǒng)故障的診斷與模塊電源的更換等等。為了保障電源的可維護(hù)性，在電源模塊安裝方式的選擇上，應(yīng)該優(yōu)先選擇帶電插拔模式，這樣電源模塊在何種狀態(tài)下都能夠任意的拔出、插入，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要配備相應(yīng)的電源模塊插拔過程識別電路，該種電路方式可以保障電源在插拔過程中將系統(tǒng)與均流先斷開，及時(shí)發(fā)生模插入與拔出的情況，也不會對系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。

此外，移動基站通信電源系統(tǒng)的監(jiān)控功能可以為電源系統(tǒng)的運(yùn)行提供極大的便利，為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，需要在系統(tǒng)中配置好相應(yīng)的故障診斷軟件，該種故障診斷軟件能夠?yàn)殡娫摧斎牍收?、電源輸出故障、電源模塊內(nèi)部故障診斷工作的開展提供明確的數(shù)據(jù)支持，可以及時(shí)的將相關(guān)診斷信息傳達(dá)到值班室之中，從而為系統(tǒng)維護(hù)工作的正常開展提供信息服務(wù)。

3 結(jié)語

總而言之，移動基站有著特殊的運(yùn)行環(huán)境，其運(yùn)行狀態(tài)對于通信電源系統(tǒng)也提出了更好的要求，在設(shè)計(jì)通信電源系統(tǒng)時(shí)，需要綜合考慮到系統(tǒng)的可維護(hù)性、可靠性與可用性，對系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行科學(xué)合理的分析，根據(jù)基站的運(yùn)行需求制定出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，這樣才能夠保障移動基站運(yùn)行的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾虎森，龔仁喜，閻昌國. 一種山區(qū)通信基站供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[J]. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2013（05）

[2]，王京順，劉樹曉，劉成印. 變電站直流電源系統(tǒng)的可靠性與可用性分析[J]. 蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2008（04）

[3]秦培林，張小衡，黃麟. 移動基站電源監(jiān)控與電源維護(hù)實(shí)例[J]. 通信電源技術(shù). 2009（S1）

電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文第4篇

關(guān)鍵詞： 980 nm波長泵浦源； 恒流源； 溫度控制器； 單片機(jī)控制器

中圖分類號： TN248.4?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）13?0119?03

Design of driving circuit of low?power 980 nm laser diode

DONG Yang， CHEN Hai?yan， CHENG Chang?yan， HUANG Chun?xiong

（School of Physics Science and Technology， Yangtze University， Jingzhou 434023， China）

Abstract： The driving circuit of a low?power 980 nm LD used for the photonic generation microwave and millimeter wave signal sources was designed， which consists of protection circuit， feedback circuit， optical power detection， constant?current source design， temperature control circuit， MCU display circuit， etc. The circuit is used to derive the LDM9P903 butterfly LD. The output characteristics of 980 nm LD were tested.

Keywords： 980 nm LD； constant?current source； temperature controller； MCU controller

0 引 言

高性能的980 nm波長半導(dǎo)體激光器（LD）在激光器、光放大器、光信息處理等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用[1?5]。穩(wěn)定的驅(qū)動電路是實(shí)現(xiàn)高性能980 nm波長泵浦激光器的重要保證。由于LD對于電流變化的承受能力較差，微小的電流變化將導(dǎo)致光輸出的極大變化，這些變化直接危及器件的安全使用，因而在實(shí)際應(yīng)用中對驅(qū)動電源的性能穩(wěn)定和安全保護(hù)有著很高的要求。為了保證激光器的穩(wěn)定工作、性能可靠和使用壽命長，需要設(shè)計(jì)出具有抗干擾能力強(qiáng)、具有保護(hù)特性的電源及驅(qū)動電路[6?10] 。

本文設(shè)計(jì)一種用于LDM9P603半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動電路，該激光器的中心波長為980 nm，并對激光系統(tǒng)的輸出特性進(jìn)行測試。

1 980 nm波長激光器系統(tǒng)的基本組成

980 nm波長泵浦激光器系統(tǒng)由電源、保護(hù)電路、激光二極管驅(qū)動電路、溫控電路及顯示電路組成。激光器系統(tǒng)選用LDM9P603半導(dǎo)體激光器作為系統(tǒng)光源，該激光器是一款具有14引腳的蝶形封裝激光器，其最大正向電流為192 mA，最大輸出功率為110 mW，閾值電流為15 mA，最大工作電壓1.5 V，中心波長為973 nm， 工作溫度范圍為-20 ℃～70 ℃。

2 電源及保護(hù)電路

電源電路的好壞直接影響系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，針對開關(guān)閉合和開啟會產(chǎn)生很大沖擊電流，導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器損壞和電流不穩(wěn)定，進(jìn)而會改變其輸出功率的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)電源電路的同時(shí)，采用慢啟動電路，電路原理圖如圖1所示。 用12 V的開關(guān)電源供電，濾波后經(jīng)三端集成器U1（LM7806）轉(zhuǎn)變?yōu)? V電壓，通過電阻[R12]給大電容[C11]充電，電容[C12]連接三極管的基極，電容[C11]在充電的過程中電壓不斷升高使得功率管Q3，Q4的狀態(tài)由截止變?yōu)閷?dǎo)通，當(dāng)電容充滿電時(shí)，功率管處于導(dǎo)通狀態(tài)，電壓輸出端輸出約5 V的電壓。在輸出端并聯(lián)幾個濾波電容，使輸出電壓紋波更小。該電路給激光器的驅(qū)動電路、溫控電路以及顯示電路供電。

3 電流可調(diào)驅(qū)動電路

半導(dǎo)體激光器在工作時(shí)要求工作電流非常穩(wěn)定，電路中的電流不受激光器的非線性特性影響，供電電路必須是低噪聲的恒流電路，電流可調(diào)驅(qū)動電路的原理圖如圖2所示，整個電路由上述慢啟動電路供電。

該電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋電路，由[R8]采樣的電壓經(jīng)過電壓跟隨器反饋給運(yùn)算放大器的反向輸入端，正向輸入端接滑動變阻器，改變滑動變阻器阻值可以改變正向輸入電壓，[R8]的采樣電壓[U8]等于滑動變阻器輸入運(yùn)放正向輸入端的電壓，范圍為0～2 V可調(diào)，通過[R8]的電流[I8=U8R8]變化范圍為0～200 mA，即通過LDM9P603的電流在0～200 mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。[R8]選用康銅絲作為采樣電阻，康銅電阻穩(wěn)定性好，電阻隨溫度變化小，Q3，Q4作為調(diào)整管，D2為開關(guān)二級管IN4148，用于減少電流的改變對激光器的損害。

4 溫控電路

溫控電路控制LD泵浦模塊的溫度變化響應(yīng)，使熱電致冷器的驅(qū)動電流維持在合適的工作溫度，其核心部分是MAXIN公司的MAX1969芯片，如圖3所示。MAX1969是高度集成、高效率的脈沖寬度調(diào)制開關(guān)型驅(qū)動器，可以實(shí)現(xiàn)0.01 ℃的控制精度。采用直接電流控制，消除了熱電致冷器中的浪涌電流。

5 顯示電路

顯示電路如圖4所示，整個系統(tǒng)主要由8位單片機(jī)STC12C5A60S2和1602液晶顯示器構(gòu)成，用于顯示激光器的工作電流與功率的大小，實(shí)時(shí)監(jiān)測激光器的工作狀態(tài)。STC12C5A60S2是一種增強(qiáng)型51單片機(jī)，不僅速度比89C52快，而且內(nèi)部還集成了一個8通道的10位ADC，轉(zhuǎn)換速度為250 kHz，該ADC精度高，轉(zhuǎn)換速度較快，完全可以滿足測量要求。將一個精度較高、穩(wěn)定性好的小電阻[R1]與激光器串聯(lián)，通過單片機(jī)測量電阻[R1]兩端的電壓[U1，][U2，]激光器LD兩端的電壓[U2，][U3，]通過程序可以將流過激光器的電流和功率顯示在1602上，其中[I=（U1-U2）R，P=I（U2-U3） 。]

6 測試結(jié)果

圖5為980 nm波長泵浦激光器的輸出特性曲線。激光器的閾值在18 mA左右，當(dāng)泵浦電流為150 mA時(shí)，泵浦激光器的輸出功率為54.5 mW。所得輸出功率比廠商所給出的參考值略偏小，這時(shí)由于測試光纖的熔接及活動跳線鏈接頭導(dǎo)致額外插入損耗，所得結(jié)果在可接受范圍之內(nèi)。此外，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了測試，結(jié)果表明，系統(tǒng)連續(xù)工作0.5～4.5 h后，系統(tǒng)輸出電流沒有變化，表明驅(qū)動電源的電流穩(wěn)定性較好。

圖4 顯示電路

圖5 980 nm激光器輸出特性

7 結(jié) 語

設(shè)計(jì)了用于光生微波-毫米信號源的低功率980 nm波長泵浦激光器系統(tǒng)的驅(qū)動電路，并對激光器系統(tǒng)進(jìn)行測試，測試結(jié)果表明，激光器的閾值在18 mA左右，當(dāng)泵浦電流為150 mA時(shí)，泵浦激光器的輸出功率為54.5 mW。該激光器具有良好的溫度、電流穩(wěn)定性，制作成本低廉。

注：本文通訊作者為陳海燕。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖平，莫少武.用于光纖測量的1 310 nm/1 550 nm半導(dǎo)體激光驅(qū)動電源[J].激光技術(shù)，2013，37（4）： 541?546.

[2] 盧凱，劉百玉，白永林，等.大功率半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)[J].紅外與激光工程，2012，41（10）：2680?2684.

[3] 阮穎，葉波.EFDA泵浦源半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)[J].光通信技術(shù)，2011，15（10）：60?62.

[4] 周真，齊忠亮，秦勇.小功率半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動方法設(shè)計(jì)[J].紅外與激光工程，2012，41（10）：2689?2693.

[5] 孫金光，李福超，魏小輝，等.一種新的微波/毫米波產(chǎn)生方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（4）：141?143.

[6] 叢夢龍，李黎，崔艷松，等.控制半導(dǎo)體激光器的高穩(wěn)定度數(shù)字化驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)[J].光學(xué)精密工程，2010，18（7）：1629?1637.

[7] 周冠軍，張雪松，蔡軍，等.高溫環(huán)境下高功率半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電源設(shè)計(jì)[J].光電技術(shù)應(yīng)用，2012，27（5）：1?4.

[8] 陶寧，姜海明，肖峻，等.光纖放大器抽運(yùn)模塊LD驅(qū)動電流源設(shè)計(jì)[J].激光技術(shù)，2010，34（6）：819?824.

電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】波特圖;電流型開關(guān)電源;高效率;建模

Abstract：In this paper，a synchronous buck type switching power supply is modeling based on MATLAB tools.Respectively based on the model of current loop and voltage loop，combined with the simulation to predict the parameters of the switching power supply，accurately map out two loop of the potter，so as to get the current inner loop and voltage outer loop compensation parameters，shorten the development cycle.

Keywords：Bode plot;current mode switching power supply;high efficiency;modeling

1.引言

同步峰值電流型開關(guān)電源有兩個環(huán)路，電流內(nèi)環(huán)完成電流采樣，電壓外環(huán)完成電壓采樣，根據(jù)采樣結(jié)果穩(wěn)定輸出電壓。當(dāng)占空比大于50%時(shí)，電流環(huán)容易產(chǎn)生次諧波振蕩，因此必須加入斜坡補(bǔ)償環(huán)節(jié)?；贛atlab工具，本文提出了兩種得到電流型開關(guān)電源斜坡補(bǔ)償斜率的方法[1]，并基于該方法設(shè)計(jì)了一款同步降壓型峰值電流模式的開關(guān)電源。另外，本文創(chuàng)新新性地提出了脈寬跳周期方式有效地提高了電源輕載效率。

2.小信號模型

本文設(shè)計(jì)的同步峰值電流模開關(guān)電源小信號模型如圖1所示[2-4]。該模型已經(jīng)包括了元件，其中 Ri和He（s）是電流反饋小信號模型;Fm是占空比調(diào)節(jié)模型，包括了斜率補(bǔ)償部分;Kf為前饋增益項(xiàng)，Kr為反饋增益項(xiàng)，用來描述輸入輸出電壓變化對系統(tǒng)的影響;Fc（s）是補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)模型;PWM調(diào)制部分為等效的開關(guān)模型。

Ri、He（s）、Fm、PWM開關(guān)模型組成電流內(nèi)環(huán)，輸出電壓、Kr/Fc（s）、Fm、PWM開關(guān)模型組成電壓外環(huán)。電流內(nèi)環(huán)采樣輸出電流并轉(zhuǎn)換成電壓值，再與電壓外環(huán)采樣到的電壓值共同輸入到脈寬調(diào)制模塊實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓[5，6]。

圖1 峰值電流型開關(guān)電源小信號模型

2.1 電流環(huán)路增益

電流環(huán)路增益的頻率響應(yīng)直接反應(yīng)著電流內(nèi)環(huán)的穩(wěn)定性，因此首先需要確定電流內(nèi)環(huán)的傳遞函數(shù)，再運(yùn)用Matlab工具，繪制出波特圖，通過觀察增益裕度和相位裕度來判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，由此來得到補(bǔ)償斜率。在計(jì)算電流環(huán)路增益時(shí)，可以把控制電壓Vc看成是恒定值，小信號等效電路中其值可以忽略;輸入電源電壓的擾動Kf也為零，Kr的反饋環(huán)路僅僅在非連續(xù)電流模式的低頻范圍內(nèi)有效，因此Kr支路也可去掉，此時(shí)小信號模型變?yōu)閳D2所示。

圖2 電流環(huán)路小信號模型

從Fm處斷開后，由文獻(xiàn)[7]可知，電流環(huán)路增益可以表示為：

（1）

其中（1）式中各隱含項(xiàng)如下列式子所示：

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

以上各式中，Se是斜坡補(bǔ)償信號斜率，Sn是電感電流上升沿斜率，L是輸出電感，C是輸出電容，R是負(fù)載電阻，Rc是電容ESR，Ts是系統(tǒng)工作頻率對應(yīng)的周期，到此為止（1）式中所有的量的物理意義都已經(jīng)明確，根據(jù)電源的設(shè)計(jì)指標(biāo)占空比為0.545，則為0.455，負(fù)載1.8歐，TS為0.5us，Rc為0.5歐，L為1uH，C為28nF。因此上式只有Mc未知，而Mc的取值決定了系統(tǒng)穩(wěn)定性。尋求電流環(huán)增益的目的正是為了能方便地找到Mc的值，從而確保閉環(huán)以后不會發(fā)生次諧波振蕩。利用Matlab仿真得到（1）式波特圖如圖3所示。

由圖3中可以看到，當(dāng)Mc=1，也就是沒有加入斜坡補(bǔ)償時(shí)，其增益裕度幾乎為0dB，相位裕度也不到45度，因此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。而隨著Mc增大，電流環(huán)路的相位裕度也增大，當(dāng)Mc=2時(shí)，相位裕度達(dá)到55度左右。Mc越大，相位裕度越高，統(tǒng)越穩(wěn)定，但系統(tǒng)的直流增益會隨之下降，影響響應(yīng)速度。在設(shè)計(jì)電路時(shí)就可以根據(jù)圖3的結(jié)果，合理地選取Mc的大小，從而確定斜坡補(bǔ)償電路的斜率Se。

圖3 電流環(huán)路增益波特圖

2.2 控制到輸出環(huán)路增益

圖4 控制到輸出的傳遞函數(shù)模型

除了用電流環(huán)路增益來預(yù)測Mc，我們還可以用控制到輸出的傳遞函數(shù)進(jìn)行預(yù)測。推導(dǎo)從控制到輸出的增益表達(dá)式時(shí)，應(yīng)將電流內(nèi)環(huán)閉合，同時(shí)將輸入擾動設(shè)為0，即將前饋項(xiàng)環(huán)路去掉，保留其它反饋環(huán)路，如圖4所示?？梢酝茖?dǎo)出控制到輸出的傳遞函數(shù)為：

（7）

（7）式中Ri為采樣電阻，其它各項(xiàng)物理意義已經(jīng)在2.1給出說明。為了分析方便，把（7）式改寫為：

（8）

其中：

（9）

（10）

（11）

（12）

可以看出，有一個零點(diǎn)和一個極點(diǎn)，決定低頻特性，將隨補(bǔ)償系數(shù)增大而增大;與采樣性能有關(guān)，提供了位于開關(guān)頻率一半處的極點(diǎn)對，其品質(zhì)因數(shù)與占空比D和補(bǔ)償系數(shù)Mc成反比關(guān)系，由此也可以看出補(bǔ)償斜率越大，雖然系統(tǒng)越穩(wěn)定，但品質(zhì)因數(shù)也降低了。把（6）式的波特圖用Matlab繪制出如圖5所示。

從圖中可以看到當(dāng)沒有斜坡補(bǔ)償時(shí)（Mc=1），1MHz頻處表現(xiàn)出單極點(diǎn)響應(yīng)，這與理論推測的一樣。在開關(guān)頻率一半處（尖峰處）存在一個品質(zhì)因數(shù)很高的極點(diǎn)對，將導(dǎo)致潛在的不穩(wěn)定性。當(dāng)Mc=2時(shí)，就很好地抑制了極點(diǎn)對的影響，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖5的仿真結(jié)果與圖3得出的結(jié)論幾乎一致，那就是系統(tǒng)的補(bǔ)償斜率Mc=2幾本可以保證電流內(nèi)環(huán)的穩(wěn)定，因此在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)補(bǔ)償斜率Se與電感電流上升斜率Sn一樣便可保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了盲目地去設(shè)置補(bǔ)償斜率以及過補(bǔ)償?shù)膯栴}，減少了開關(guān)電源的設(shè)計(jì)周期。

圖5 控制到輸出波特圖

3.結(jié)束語

全文完整地?cái)⑹隽巳绾螐慕５慕嵌葘﹂_關(guān)電源電路設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)測與簡化。運(yùn)用Matlab仿真工具，從電流環(huán)路增益以及控制到輸出傳遞函數(shù)波特圖這兩種角度簡單地得到了系統(tǒng)需要的補(bǔ)償斜率;為工程人員進(jìn)行開關(guān)電源設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]羅響，周歧斌.開關(guān)電源類負(fù)載在沖擊狀況下的建模研究[J].電力電子技術(shù)，2013，47（9）：83-5.

[2]Park JH，Cho BH，editors.Small signal modeling of hysteretic current mode control using the PWM switch puters in Power Electronics，2006 COMPEL'06 IEEE Workshops on;2006 16-19 July 2006.

[3]Feng Y，Lee FC，Mattavelli P，editors.A small signal model for average current mode control based on describing function approach.Energy Conversion Congress and Exposition（ECCE），2011 IEEE;2011 17-22 Sept.2011.

[4]Yingyi Y，Lee FC，Mattavelli P，editors.Analysis and design of average current mode control using describing function-based equivalent circuit model.Energy Conversion Congress and Exposition（ECCE），2012 IEEE;2012 15-20 Sept.2012.

[5]李文，雷虹，馮進(jìn)軍，陳銀杏.小型高效小功率開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[J].電力電子技術(shù)，2006，40（5）：110-1，42.

[6]王興貴，鄒應(yīng)煒，劉金龍.全橋型DC/DC開關(guān)電源的建模與控制[J].電力電子技術(shù)，2007，41（7）：86-8.