电源稳定性设计精选(九篇)

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第1篇：电源稳定性设计范文

关键词：电源系统；稳定性标准；阻抗匹配；开关电源

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）06-0-03

0 引 言

随着数字技术的发展，航空电子领域机载计算机已得到广泛应用，为航空器带来便利。机载计算机通常使用开关电源模块产品为CPU、接口、总线等负载模块供电，并使用EMI电源滤波器降低电磁干扰，但在机载计算机设计中，开关电源模块及组成系统的稳定性问题经常被忽视，稳定性严重影响机载计算机系统的性能和安全。

在机载计算机中，开关电源模块往往可以单独通过稳定性评估及试验验证，例如小信号稳定要求、所用元器件的离散性、高低环境下电特性等方法进行分析。而机载计算机在使用电源模块组成电源系统时，却可能出现电源系统不稳定等故障，此类故障经常发生在EMI电源滤波器和电源串联使用的模式中。

本文基于EMI源滤波器和电源串联使用模式，通过对电源系统进行建模，针对机载计算机EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗进行分析，确定EMI电源滤波器输出阻抗对滤波器及电源系统稳定性的影响，并提出机载计算机电源模块及组成系统的稳定性判定标准。

1 稳定性分析

为了直观分析机载计算机的稳定性，将机载计算机的滤波器、电源模块简化为串联使用的电源系统模型进行阻抗分析。模型A为EMI电源滤波器，模型B为开关电源模块，系统模型如图1所示。

Ta、Tb分别为A、B的传递函数，Zo为A的输出阻抗，Zi为B的输入阻抗。那么该系统的传递函数为T：

该系统的传递函数T分母中的Zo/Zi决定了该系统传递函数的稳定性，即EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗决定了该电源系统的稳定性。

使用Middlebrook判定方法可有效准确地判断系统工作的稳定性。该法则可用于电源系统级联稳定性分析，主要采用阻抗分析方法，由加州理工学院的Middlebrook教授提出，其原理是运用电源输出阻抗与负载输入阻抗之比来分析开关电源间的阻抗稳定性。Middlebrook判定方法指出，独立的功率变换器模块在级联运行时，其系统的稳定性应使级联处前级模块的输出阻抗小于后级模块的输入阻抗。

EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗应遵循阻抗失配原则。为保证该电源系统的稳定性，在全输入范围、全频段范围内EMI电源滤波器的输出阻抗应小于开关电源的输入阻抗。

2 阻抗分析

2.1 EMI电源滤波器输出阻抗

机载计算机广泛使用EMI电源滤波器进行电磁干扰的抑制。EMI电源滤波器最主要的性能参数就是插入损耗，插入损耗分为共模和差模插入损耗。插入损耗越大，表明该滤波器对干扰的抑制能力越强。内部电路通常采用如图2所示的滤波器电路图。

等效EMI电源滤波器的参数，简化为LC滤波电路。电路模型如图3所示。经计算，输出阻抗如公式（2）所示：

Lf为滤波器模型中两个差模电感量之和，即LD1+LD2；Cf为EMI电源滤波器内Cx电容与电源模块输入端滤波电容之和；Rind为滤波器内共模电感及两个差模电感直流电阻之和，在设计、计算EMI电源滤波器输出阻抗时，应考虑滤波器的阻尼特性，它决定了LC滤波电路谐振峰的大小。

利用Matlab对该表达式进行仿真，得到EMI电源滤波器输出阻抗的典型曲线图，如图4所示。

2.2 开关电源输入阻抗

开关电源的输入阻抗体现了输入电流变化时输入电压的变化。通常来说，机载计算机常用的降压DC/DC变换电路在中低频段表现为电阻特性。DC/DC变换器反馈环路调节输出特性时，相对于输入端口，DC/DC变换器表现为额定功率负载，输入端口等效电阻为负阻抗。

在设计应用中，可以使用仪器测量法对电源电路进行输入阻抗测试。仪器测量法使用噪声分离设备分离共模、差模噪声并计算阻抗值，但数学表达式较复杂，该差模阻抗测量计算方法很难实现。

对电源电路建立模型，推导该电路的传递函数，并根据传递函数得出该电路的输入阻抗。以机载计算机中常用的BUCK型降压DC/DC变换器为例，其简化模型如图5所示。

根据图中电路拓扑形式，该型降压DC/DC变换器的输入阻抗为：

利用Matlab对该表达式进行仿真，得到降压DC/DC变换器输入阻抗的典型曲线图，如图6所示。

将EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗放置在同一幅频特性图中就可以直观判断在全频段范围内，前级模块输出阻抗与后级模块输入阻抗的关系，并由此得出电源系统的稳定性。

若EMI电源滤波器的输出阻抗小于开关电源的输入阻抗，并留有6 dB的安全裕量，则电源模块及组成系统处于稳定状态，如图7所示。反之，若EMI电源滤波器的输出阻抗大于开关电源的输入阻抗，则电源模块及组成系统处于不稳定状态。此外，还应考虑开关电源在不同工作状态下，输入电压、输入负载变换时的输出阻抗变化。

3 试验结果及分析

为验证上文阻抗分析，根据机载计算机工作模式，利用EMI电源滤波器和电源的串联接法，通过设置EMI电源滤波器的输出阻抗和电源的输入阻抗搭建系统故障模型，实现该系统的不稳定工作状态。

按照图2设置某机载计算机EMI滤波器参数，Lf=LD1+LD2=400 μH，Cf=70 μF，Rind=RL+RLD1+RLD2=0.14 Ω，并根据该机载计算机的实际工作状态得出电源的输入阻抗为27 dBΩ。

将Lf=400 μH，Cf=70 μF，Rind=0.14 Ω代入公式，经计算，滤波器输出阻抗峰值为33 dBΩ，截止频率为0.96 kHz，后级输入阻抗为27 dBΩ。在0.96 kHz频率处，存在前级输出阻抗大于后级输入阻抗的情况，不满足Middlebrook判定方法，则该系统为不稳定系统。滤波器的输出阻抗、电源模块的输入阻抗如图8所示。

在实验室中，为该机载计算机提供28 V直流电压，通过示波器检测计算机上电过程中滤波器输出的28 V电源信，发现此时该处电压发生震荡，且震荡最大电压值为32.1 V，震荡最小电压值为24.5 V，振荡频率为1.18 kHz，与分析结果一致。

再次改变EMI电源滤波器参数，验证系统稳定状态。将Lf更改为50 μH，其他参数不变。从图9中可以看出，此时系统处于稳定状态。通过示波器检测计算机滤波器输出，振荡现象消失，与分析结果一致。

由分析和实验结果可知，要保证机载计算机电源系统的稳定性，就要对组成串联级联模式电源系统的EMI电源滤波器、开关电源产品的输入输出阻抗进行分析，按照在全频段范围内，前级模块的输出阻抗须小于后级模块输入阻抗的判定准则，评估判定机载计算机电源系统的稳定性。

4 结 语

文中探讨了滤波器输出阻抗和开关电源输入阻抗匹配的原因，并提出机载计算机电源模块及组成系统的稳定性判定标准，有助于提升开关电源模块及组成系统的稳定性。

参考文献

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[2]谢金明.高速数字电路设计与噪声控制技术[M].北京：电子工业出版社，2003.

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[4]杨雷，林开伟，张俊涛.电源系统阻抗对电路板ESD测试的影响[J].物联网技术，2014，4（11）：43-45.

[5]田育新，孙立萌，孟颖悟，等.热插拔技术在机载计算机电源系统中的研究[J].航空计算技术，2009，39（5）：104-106.

[6]卢杰，邝小飞.频率抖动技术在开关电源振荡器中的实现[J].物联网技术，2014，4（12）：39-40.

第2篇：电源稳定性设计范文

关键词：电子束曝光机； 高压电源； 制版精度； 复合补偿

中图分类号：TN710-34； TM46 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)24-0014-04

A Precision High-voltage Power Supply with Compound Regulation Mode

CHEN Zhen-sheng1, LIU Bo-qiang2, YIN Shu-xia1, QI Shuang1

(1. Shandong Kaiwen College of Science & Techlology, Jinan 250200, China;

2. Shangdong University, Jinan 250061, China)

Abstract： In order to ensure the high static accuracy and the high dynamic stability of high-voltage power supply used for elctron beam exposure apparatus, two schemes of compound regulation (in combination with direct regulation and indirect regulation) and compound compensation (in combination with centralized compensation and dispersed compensation) are adopted in the high-voltage powe supply. Some reasonable circuit design items and effective processing measures are used to guarantee the achievement of high stabiliy and the low ripple voltage. The testing of the performace indexes and the practical usage show that the power supply can satisfy the high precision requivements of the electron beam exposure apparatus. All of its performance indexes can reach or exceed the original design reqirements.

Keywords： elctron beam exposure apparatus; high-voltage power supply; plate making accuracy; compound compensation

由于电子束曝光机的高压电源波动对曝光机的束流大小、束斑直径及扫描尺寸都有直接影响，因而提高高压电源的稳定性和可靠性，降低高压电源的纹波，是保证电子束曝光图形高精度的必要措施［1］。为了满足新型电子束曝光机对高压电源高精度的要求，在电源系统的设计中，采用了直接调整和间接调整相结合的系统调整方案，还采用了集中补偿和分散补偿相结合的系统补偿方式，对关键技术采取了针对性的有效措施，研制出了输出电压高达30 kV的精密高压稳压电源。

1 主要设计特点

30 kV精密高压电源原理框图如1所示。主要设计特点体现在以下几个方面。

1.1 采用交流预稳与直流预稳

如图1所示，220 V工频电压经稳压变压器交流预稳压后再给高压电源系统各单元电路进行交流供电。稳压变压器的电压调整率小于等于1%，负载稳定度小于等于2%，它对甚低频、音频和高频干扰都有比较强的抑制作用。稳压变压器还有过载保护特性，当输出电流达到保护值时，输出电压急聚下降。稳压变压器的采用，对电源系统的稳定性、抗干扰性和可靠性起到重要的保证作用。

图1 30 kV精密高压电源原理框图本电源系统有5个前级稳压电源，分别为各相应单元电路提供直流电源。这些稳压电源必须有足够高的稳定性，才能保证高压输出高技术指标要求。其中，基准电压源和前置放大器K1的工作电源性能指标要求最高，电压调整率小于等于2×10-4,负载调整小于等于5×10-4,纹波电压有效值小于等于1 mV,温度系数小于等于5×10－5 ℃-1。

1.2 采用复合调整方案

复合调整方案指直接调整和间接调整相结合的电源系统调整方案。直接调整是在高压回路内进行的直接调整方式。它的调整闭合环路由图1中的取样分压器、比较放大器（K1，K2，K3）、补偿网络Ⅰ、倍压整流滤波器和调整管组成。直接调整具有调整速度快，动态稳定性好的优点，可在高环路增益和具有交流负反馈的情况下不自激，从而有利于实现高静态精度的要求［2］。间接调整是调整器件设置在低压侧的调整方式，调整闭合环路由取样分压器、比较放大器、补偿网络Ⅱ、跟随器、5 kHz振荡器和倍压整流滤波电路等组成。间接调整通过调整5 kHz正弦振荡器的输出幅度，进而使倍压整流滤波器的输出电压得到前级预稳，使直接调整环路中调整管有一个尽可能低的管压降设计值。这样既能改善系统性能，又能延长调整管的使用寿命。间接调整环路是一个大闭环系统，为防止自激，保证系统的稳定性，间接调整环路增益应适当低。

1.3 采用复合补偿电路方案

复合补偿是指集中补偿和分散补偿相结合的电路结构，其目的是为了解决因直接调整环路的高增益设计而带来的动态稳定问题。集中补偿是通过将放大器K2设计为PID放大器而实现的，电路见图2所示。为了减小各参数之间的影响，使C2C1,R1R2,PID放大器的传输函数为［3］：G1(s)≈(T1s+1)(T2s+1)T0s

(1)式中:T1，T2为微分时间常数， T1＝C1R1 ，T2＝C2R2；T0为积分时间常数，T0＝C1R0。

图2 PID放大器原理图分散补偿是指在比较放大器的输出端（K2的输出端）分别对两调整环路设置两个电路结构相同，但参数不同的补偿网络，其电路如图3所示。网络的传输函数为:G2 (s)≈T1′s + 1T2′s + 1

(2)式中:T1′为微分时间常数，T1′＝R2C ；T2′为积分时间常数，T2′＝（R1+R2）C。

1.4 逆变器选用5 kHz正弦振荡器

通常，高压电源均采用高效率的饱和式逆变器，但它不适合高精度高压稳压电源，原因是输出波形中有大的尖峰脉冲，会使高压输出呈现出很大的纹波电压［4］ 。为此，采用5 kHz正弦振荡器，将700 V直流电压变换为振幅高达320 V的5 kHz正弦电压。正弦电压再经升压变压器升压、倍压整流滤波器后，可获得33 kV的高电压。由于正弦振荡器输出不存在尖峰脉冲，这就有效地降低了高压输出中的纹波电压。

图3 分散补偿网络结构1.5 采用交流平衡器

为了抑制高压电源输出工频纹波，采用了交流平衡器，它可输出幅度和相位均可调的工频电压。该电压经比较放大器放大后，传递到电源输出端，可有效地抑制抵消输出端的工频纹流电压。

1.6 采用双通道放大器作为比较放大器

直流通道由K1，K2构成，交流通道由K3，K2构成。采用双通道放大器可兼顾直流增益和交流增益的不同要求，使电源系统既有高的静态精度和好的动态稳定性，又能有效地降低输出纹波电压。

2 提高稳定度的措施

稳压电源的精密度和稳定性主要取决于基准电压的精度、比较放大器的增益高低及其稳定性、取样分压比的稳定性［5］。为此，采取了以下针对性措施。

2.1 比较放大器的增益核定

由于电源系统采取前级交流预稳和直流预稳，并且比较放大器前置级和基准电压源都置于电磁屏蔽恒温槽内，再加上采样电阻采用绝缘油冷脚，因此输出电压受输入工频电压和温度的影响可以忽略。这样放大器的增益仅由电源的负载效应核算即可。根据直接调整环路Ⅰ，可得图4所示的信号流图。

图4 调整环路Ⅰ信号流图图中：Rd为调整管内阻；Ri为整流滤波器内阻；ΔUo为输出电压变化量；μ为调整管放大系数；n为取样分压比；K为比较放大器增益绝对值；P为补偿网络的衰减系数；ΔUg为调整管栅阴电压变化量；ΔIh为负载电流变化量；ΔId为整流电路输出电流变化量；图4中，μKnPμ1，RiRd。由图4可推出：K≈Ri|ΔIh|μnPUo|ΔUo|/Uo

(3) 设计要求在|ΔIh|=100 μA时， |ΔUoUo|≤2×10－5,K应满足下式：K≥Ri|ΔIh|2×10－5μnP|Uo|

(4) 由式（4）计算出输出电压为20 kV的K值应满足K≥3×105。为留有余量，K的设计值为6×105。

2.2 比较放大器前置级设计

对多级直流放大器来说，零点漂移、噪声系数、增益稳定性等重要技术指标主要由前置级决定，并且前置级增益越高，其决定作用就越强［6-7］。因此前置级放大器的精密度对比较放大器的精度起决定作用。前置放大器电路如图5所示。电路中运算放大器选用目前精密极高的斩波稳零集成运放ICL7650［8］,其失调电压温漂小于等于0.01 μV/℃,输入失调电流大于等于0.5 pA，开环增益大于等于5×106,共模抑制比小于等于1×106。电路所用电阻均用精度为0.01%的Rx700.5 W型高精密电阻。前置级增益设定值应尽可能高，设定值为2×104。把前置级电路置于电磁屏蔽恒温槽内，以减小增益温漂和电磁干扰。

2.3 采用精密电压基准源

采用REF102型高精度电压基准源，其输出电压10 V，温漂小于等于2.5 PPM/℃,长时间稳定为10 PPM/100 h，在0.1～10 kHz频段内，噪声电压小于等于6 μV［9］。对REF102的电路进行严格的低温漂、低噪声设计，并将整个电压基准电路设置在电磁屏蔽恒温槽内，进一步减小基准电压的温漂和电磁干扰［10］。

2.4 保证取样分压比的稳定性

取样分压器的高压臂电阻全部选用4 MΩ，2 W的Rx70型精密电阻，并将其全部镶入密封的有机玻璃圆筒内，再把圆筒放入绝缘油箱内。低压臂电阻选用0.5 W的Rx70型精密电阻。低压臂电阻全部放入电磁屏蔽恒温槽内。分压器高压端电阻的电晕放电将严重影响分压比的稳定性和可靠性。为防止分压器电晕放电发生，在分压器的高压端装有直径为400 mm,表面光洁度在7以上的椭圆球，使高压端的最大场强小于2.6 kV/cm。这一措施，切实有效地消除了电晕放电发生，保证了分压比的稳定性。

3 技术指标测试与测试结果

测试电路如图6所示。图中负载电阻RL的电流用来模拟电子束曝光机电子枪的束流。调整RL可调节高压电源负载电流。μA表用来检测电源负载电流；自耦变压器用来调整设定高压电源工频输入电压。

图6 性能指标测试电路3.1 技术指标测试

（1） 纹波电压测试

电源输入电压Ei维持220 V不变,在额定负载电流100 μA情况下，高压输出经过0.035 μF，35 kV的高压电容隔直后，其交流分量耦合到10 MΩ电阻上，用LM400型示波器测量其上的纹波电压。

纹波的主要成份为5 kHz分量，其次是50 Hz分量。考虑高压电容的容抗以及示波器的输入阻抗，根据上述情况可由测得的4 MΩ上的纹波电压换算出输出纹波系数。

（2） 电压调整率的测量

维持额定负载电流100 μA不变，输入工频电压Ei改变±10%。输出高压经分压器分压得一低值电压。用7位半数字电压表HD3455A测量这一低值电压。由此可换算出电压调整率。

（3） 负载调整率的测量

维持输入的工频电源电压Ei为220 V不变，改变负载电流100 μA,用数字电压表测量分压器的输出电压，由此换算出负载调整率。

（4） 长期稳定度的测量

维持工频输入电压不变和额定负载电流不变。用数字电压表HD3455A连续测量9 h，由此测算出长时间稳定度。

3.2 测得技术指标

输出电压：20 kV,25 kV,30 kV。

输出电流：额定值100 μA,最大值300 μA。

电压调整率(～220 V＋10%)：

20 kV :≤3.5×106；

25 kV :≤2×106；

30 kV :≤3×106。

负载调整率（负载电流变化100 μA）:

20 kV :≤2×106；

25 kV :≤4×106；

30 kV :≤3×106。

纹波系数（负载电流为100 μA）:

P-P/Uo≤5×10－6

长期稳定度（负载电流为100 μA）:

≤2.5×105／h；

≤4×105／4h。

3.3 高压电源的实际应用

高压电源给电子束曝光机电子枪提供加速电压。高压输出的正级与电子枪阳极相接、负极与电子枪阴极相接。投入实际应用1年多以来，性能稳定，效果良好，提高了电子束曝光机的制版精度。对于4 mm×4 mm的扫描场，因高压电源波动引起的扫描场波动仅有0.01 μm，精度可达0.3×105。由于加速电压的长期稳定性好，大大提高了电子束曝光机长时间工作时的制版合格率。

4 结 语

本文提出了既采用直接调整与间接调整相结合，又采用集中补偿与分散补偿相结合，使实现高压稳压电源系统既有高静态精度，又有高动态稳定性的切实有效的设计方案。对前置级放大器、基准电压源和取样分压器的高精度设计是提高高压电源精密度的关键措施。采用交流平衡器、交流负反馈和交直流前级预稳，是实现低纹波输出的强有力措施。

参 考 文 献

［1］ 顾文琪.电子束曝光微纳加工技术［M］.北京：北京工业大学出版社，2004.

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［5］ 王增福.新编线性直流稳压电源［M］.北京：电子工业出版社，2004.

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［8］ 张国雄.测控电路［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［9］ 杨振江，蔡德芳.新型集成电路使用指南与典型应用［M］.西安：西安电子科技大学出版社,2000.

［10］ 管佳伟，吴虹，孙伟峰.无电阻低压温漂的CMOS基准电压源［J］.电子设计工程，2010,18(3):84-86.

作者简介: 陈振生 男，1946年出生，山东东平人，教授。从事电子技术应用及精密高压电源的研究工作。

刘伯强 男，1956年出生，山东枣庄人，博士研究生，教授。从事电工电子技术及计算机控制技术的研究工作。

第3篇：电源稳定性设计范文

【关键词】 通信工程 电源维护 稳定性

在整个通信系统当中，通信电源占有越来越重要的位置，通信电源的设计是为了为通信设施提供更加稳定可靠的能源。随着社会的进步与经济的发展，通信行业越来越发展，人们对通信的要求越来越高，技术上的进步使通信，系统当中对电源的要求也更加的严格。电源的稳定性也都推进了通信行业的整体发展，因此，如何对通信当中的直流电源进行稳定性的维护，有重要意义。

一、通信电源的重要性

通信系统的电源通常由动力环境集中监控系统，直流配电系统，交流配电系统，接地与防雷系统构成。通信系统对电源的基本要求是它的稳定性与可靠性。如果通信系统当中电源一旦发生了故障，会使得整个通信系统全部中断。而其他通信设备发生了故障，不会使整个通信系统都受到影响。因此通信电源的安全可靠性和电源的质量直接影响到了通信的质量和人身安全。因此电源系统应该设有双路或多路的输出，将直流和交流电互为备用。因此，通信电源对于整个通信系统来讲都具有不可取代的地位。

二、通信电源的现状及存在的问题

通信电源的设备品种繁多，组合奇特，如有低压与高压的配电设备，发电的设备又包括风能太阳能，发电机，柴油发电机、汽油发电机等。通信的电源涉及各种专业的知识较多。在通信电源的维护当中需要涉及到，通信专业的技术，化学，机械学，计算机应用等相关专业的知识。对各个专业的高要求使通信电源，涉及各种各样的专业学科专业性极强。其次，通信消耗的电能源巨大，需要精心的管理。如确保通信机房的温度和生产过程当中都需要用到电源。因此如何对这一部分的电源进行精心的管理，使得电源的利用率提高，降低电源的成本具有十分重大的意义。在新时期，电源的维护、电源稳定性安全性的控制。都有更加严格的要求，在维护的方式上也与传统的方式有很大的差别，也对相关技术人员的专业知识的要求更加严格。而在设备的看守，等方面则需要进入机械化，因此，维护好通信电源的责任相当重大。

三、维护通信电源稳定性的措施

3.1通信电源强化管理

在通信电源的强化管理方面，所有的相关技术和工作人员都应该树立起通信电源的工作意识。在工作人员和相关技术人员的培养方面应该更加注重工作人员的相关科技知识。建立一支高水平与高素质的维护队伍是必不可少的，具备相关电源专业知识的工作人员，应该随时能注意到通信电源当中的安全隐患，并对该隐患采取相应的措施。同时培养一批通信电源的管理者，注重通信电源设施的保护和能源的节约，同时防止小事故的发生，强化电源设备与通信电源的有效结合，并做到组合优化。

3.2构建通信电源监控系统

构建通信电源监控系统，是科技的进步与经济发展的产物。对电源设备实际的运行参数进行实时的远程检测。对通信电源存在故障的部件与设备进行远程的调整与处理。对电力通信系统进行逐级的拆分。拆分后的各个机制包括监控单元，中心局监控中心，监控站以及监控中心等。这些拆分后的各个单元实行统一的集中管理与进行实时的具体操作。严格的遵守集中维护、统一管理的原则，将原来的变电站改造成为无人站，将科技的进步运用到通信电源的维护和管理当中，通信电源和通信设备都运用无人看管的模式。因此，通信电源监控设备本身的可靠性就显得尤为重要，因此要将通信监控系统的控制与监督做到统一，要将通信监控系统通信电源监控系统的重要性放在第一位。

3.3强化设备维护工作

维护通信电源的关键其实就是维护蓄电池。通常所说的阀控式免维护密封铅酸蓄电池，指的是无需加水，使用蓄电池的过程中，因为长时间处于浮充状态，会产生电解液干涸、活性物质脱落变形等现象，进而降低蓄电池容量。由于一些蓄电池在刚刚投入使用不久就存在故障，其原因除了一些蓄电池在生产过程中就存在缺陷及问题外，还因为对电池没有科学、有效地维护。其检查措施均为通过对电池浮充状态的数据进行检查，并对比检查前的数据与厂家数据，以此确定电池需要更换与否。

参 考 文 献

[1] 李敏操.提高通电电源稳定确保通信系统畅通[J]. 价值工程，2012（10）：123-124.

第4篇：电源稳定性设计范文

【关键词】RTU;电源切换电路;3.3V电源电路;现场仪表供电电路

Abstract：This article briefly introduces the power system of hydrology RTU （Remote Terminal Unit）.For the disadvantages of the power switching circuit，3.3V power supply circuit and field instrumentation supply circuit of the traditional hydrological RTU system，we propose some optimization and improvements respectively.With regard to power switching circuit，we make use of the chip LTC4412 of Liner company to control the MOSFET，this can resolve the ripple when the voltage switches;For the 3.3V power supply circuit，the column inductance is replaced by the magnetic inductance with same value，this can make the magnetic field line focus on magnetic inductance，so avoid the magnetic flux leakage;As to the field instrumentation supply circuit，the electromagnetic relay is replaced by MOSFET to settle the false operation and short mechanical endurance of it.The RTU power supply system is optimized by the former three improvements to enhance the stability of it.

Key Words：RTU;the power switching circuit;3.3V power supply circuit;field instrumentation supply circuit

1.引言

RTU[1]远程测控终端是能自动完成水文（水情、水资源）参数的采集、存储、传输和控制的设备。在整个水利信息化调度中起着中间枢纽的作用，其作用不言而喻，而RTU中的电源系统直接关系到RTU的稳定性;为了实现RTU对水文参数全天候的采集，RTU由主备电源供电，主电源一般是220V交流电经开关电源转换得到的直流电源（本文以15V直流电源为例），备用电源用电池供电（本文以12V铅酸电池为例）;经过长时间的调研，发现国内市场上推出的RTU，电源系统中的电源切换电路不能进行无缝切换，电源切换时产生纹波抖动，电源3.3V供电电路在RTU设备上电期间产生较强的电磁干扰，现场仪表供电电路中的执行器件存在误动作，不能可靠的对现场的传感器进行供电，所以有必要对供电系统重新优化设计，提高RTU的稳定性。

2.RTU电源系统

RTU电源系统如图1所示，主要包括电源切换电路、3.3V供电电路，现场仪表供电电路。其中RTU电源切换电路实现的是15V直流电源与电池12V直流电源之间的切换;3.3V供电电路为MCU和一些微控芯片供电;现场仪表供电电路对现场不需要实时供电的设备（如光电直读水表）进行控制。

图1 RTU主控器电源系统

3.电源切换电路优化

电源切换电路实现的主要目的是：主电源15V电压与备用电源电池12V电压同时存在时，15V电源为RTU主控制器供电，电源切换电路阻断电池供电;当15V直流电源掉电时，电池12V电源为RTU主控制器供电;如果15V直流电压恢复供电，电池供电回路就被阻断，15V直流电源继续为RTU供电。

传统的RTU电源切换电路采用图2所示方式，电池（J1）与15V电源电压（J3）分别与二极管D1、D2相连后，输出RTU电源（VCC），此种控制方式电路简单，成本低，易实现。但是，由于二极管存在导通时间，在15V电源（J3）与电池12V电源（J1）切换的过程中，VCC会产生抖动，影响RTU电源系统稳定性，易使信号电平发生反转，导致RTU在采集和存储数据时发生错误， 而错误的数据会严重影响现场的实时调度与决策。

图2 传统RTU电源切换电路

图3 电源切换优化电路

图3是对传统的电源切换电路的优化，LTC4412芯片（U1）控制一个P沟道MOSFET晶体管（Q1），根据P沟道MOSFET晶体管的通断来选择RTU的供电电源，LTC4412 Sence引脚监测VCC的电压，电压正常时，LTC4412 Gate拉低至Sence引脚电压，P沟道MOSFET晶体管断开，主电源15V（J2）为RTU主控器供电;当电压过低或掉电时，LTC4412 Gate拉高至Sence引脚电压，P沟道MOSFET晶体管闭合，供电电源切换为备用电源（J1）;在电源切换时，MOSFET晶体管快速动作，储能电容C1滤除切换的扰动，实现供电电源的无扰动切换;二极管的功耗约为0.7V，在LTC4412控制下，MOSFET晶体管在导通时，压降为20mV;此种控制方式简单易行，解决了电源在切换时产生纹波的现象，极大的降低了功耗，优化了RTU电源系统，提高了电源系统的稳定性。

4.3.3V供电电路优化

以LM2596的典型输出电路[2]为例，介绍3.3V供电电路的优化，如图4所示。

L1为输出电感，在RTU多数产品中，会采用柱状电感，此种电感在输出电流比较小时，不会产生太大的漏磁，但在RTU中都会有集成的DTU通信模块，此模块在上电瞬间，所需驱动电流比较大，柱状电感会产生较大的漏磁，影响电路板其它模块的正常运行，例如使电磁继电器产生误动作。本文的改进如下：把柱状电感换成同样电感值的磁环电感，在遇到电流较大的情况下，磁力线会集中在磁环电感中，避免了漏磁的产生，提高了3.3V供电电路的稳定性。

图4 3.3V供电优化电路

图5 传统现场仪表供电电路

5.现场仪表供电电路优化

为降低RTU测控终端的功耗，部分传感器不需要实时供电，只在RTU与其通信时，才需要供电，目前多数RTU产品采用如图5所示的方法，单片机的I＼O口控制NPN三极管（Q1），三极管控制12V电磁继电器（KC1），继电器的常开触点去控制VCC电源的导通。在这种控制方式下，由于电磁继电器本身固有的特性，加上RTU所处现场环境不乏电机、大型电源控制柜、镇流器等强电设备，存在着各种各样的强电磁干扰[3]，使电磁继电器容易在复杂的现场产生误动作;在大坝、水库、河道等特殊场合检测时，RTU与传感器通信的频率较高，使得电磁继电器的机械寿命不能支持足够的年限，加剧了RTU在现场的不稳定性。

在图6中，对传统的现场仪表的供电电路进行了优化，用单片机的I＼O口控制NPN三极管（Q2），三极管（Q2）控制P沟道的MOSFET（Q1），MOSFET（Q1）的输出接着LM7812（M1），三端稳压芯片LM7812（M1）输出稳定12V电压，驱动500mA以下的传感器;在这种控制方式，用MOSFET代替电磁继电器，解决了电磁继电器误动作和机械寿命短的问题，现场仪表的供电电路更加稳定。

图6 现场仪表供电优化电路

6.结束语

本文对RTU系统中的电源切换电路、3.3V供电电路和现场仪表供电电路进行了优化改进，主备电源间实现了无扰动切换，避免了漏磁的产生，现场仪表的供电电路更加稳定可靠，延长了RTU的寿命，提高了RTU电源系统的在恶劣环境下的稳定性，减少了维护成本。

参考文献

[1]王伟，周圣仓.一种分布式RTU系统：中国，CN203689117 U，2014.7.2.

[2]Instruments T.LM2596 SIMPLE SWITCHER? Power Converter 150 kHz[J].2013.

第5篇：电源稳定性设计范文



关键词：电能表； 制造工艺； 质量稳定性； 单板老化

中图分类号：

TN71034

文献标识码：A

文章编号：1004373X(2012)13

0176

02



收稿日期：20120221

0引言

电子元器件是组成电子产品的核心［1］，电子元器件质量的高低和寿命的长短直接决定了包括电子式电能表在内的所有电子产品的使用寿命。另外，合理的工艺设计\[2\]和制造也是影响到产品质量的又一个重要因素。因此，为保证出厂后产品的使用质量可靠，必须在产品出厂前验证影响其质量稳定性\[3\]的因素。有些电表厂家做了整机通电老化，虽然这种方式可靠性好，但整机通电老化会使生产效率大打折扣，并且劳动量会增加很多。

近两年，随着电网改造的逐渐完成，电能表更新换代也在紧张进行中。面对这个巨大的市场需求，各个厂家都在为自己的生产能力不断扩展规模，引进先进的生产线，然而在不断提高生产能力的同时，也要考虑生产效率和生产成本。以下介绍低成本投入保证高效率的生产的单板老化方式［4］。

1老化对象

根据电能表产品的分类，被老化对象可以分为两大类：单相表和三相表。

1.1单相表

国内单相表使用电压统一为AC 220 V,因此可以实现老化电源的统一。因此要求电能表设计一致的电源输入接口，这样在电能表电路板单板被老化时，接口才能统一。

1.2三相表

三相表的设计相对单相表而言稍微复杂一些。一般情况下三相表要求功能较多，这样三相表就会由电源板和逻辑板组合而成，为了实现电源板和逻辑板生产互不干涉，可以采用两种单板分开单独老化。

由于产品的生产是根据用户实际需求而制作的，因此电源板也根据产品要求有AC 55.7 V，AC 100 V，AC 220 V和AC 380 V之分。逻辑板的设计也受到各地招标规约的限制电源输入接口不能完全一致，然而为了实现单板老化的便捷，要求逻辑板设计时需要一致的电源排列顺序。

2老化工装

单板老化架要实现操作便捷性、可维护性、使用安全性\[5\]等基本原则。架体组成可分为独立老化托盘、多层老化架体、表头显示箱等三大组成部分。

独立老化托盘根据单个托盘所能承载能力［6］，设计不同尺寸。托盘根据尺寸大小设计多个老化工位，为防止单板在托盘上出现互相碰撞，需要再固定上防撞隔断。

多层老化架体根据单个老化架的承载能力、单层托盘间距要求、托盘大小等因素设计老化架体的尺寸，当然也要受到老化室［7］入口的限制。

表头显示箱是老化架体工作时需要显示各个输入电压值的指示箱，里面装载电压电流表头，实时显示电压电流值，对电源波动起到实时监控的作用。同时表头箱又承载电源开关的功能。

3老化方案

3.1单相表老化方案

由于单相表使用电源的统一性，其单板老化实现更方便一些，只需提供统一的电源接口，即可完成便捷的单板接线操作。老化是在通电时进行，因此单板老化架与老化托盘之间的连接也是比较关键的问题。这里建议采用暗线方式，老化托盘与架体之间采用弹簧卡子可靠接触方式实现。这样老化托盘在架体轨道上可以方便插拔，不受连接线的限制。单相表电源输出电路如图1所示。

3.2三相表电源板老化方案

由于三相表电源板存在多种电源输入规格，因此在老化架体取电后需要将其转化成多路输出的不同值电源电压［8］，这些不同值的电源电压可以通过制作多路输出大功率交流隔离变压器来实现，同时这些经过隔离的电源电压对后端的安全也起到了很好的保护作用。三相表电源板输出电路如图2所示。

3.3三相表逻辑板老化方案

三相表逻辑板电源输入接口一般情况都是直流电源，因此需要做交流变直流的转换，根据逻辑板直流电源的需求配置不同型号的开关电源，通过断路器开关单独控制电源输出，同时输出电源通过数显表显示，每路电源输出加大过载的单向二极管［9］，防止电源反串烧坏其他低输出电源,三相表逻辑极电路如图3所示。

4结语

本文论述了电子式电能表单板老化在生产中的实施方法，该方法设备投入小，电源转换便捷，能够很快见效。通电老化工艺符合国标老化规范［10］并结合实际生产合理安排工艺流程。其他电子产品的单板老化同样可以参照此模式进行适当更改。

参考文献

［1］刘润华.现代电子系统设计［M］.东营：中国石油大学出版社，1998.

［2］高伟堃.现代电子工艺技术指南［M］.北京：科学技术文献出版社，2001.

［3］王静，胡燕，张德胜，等.GJB 548A1996微电子器件试验方法和程序［S］.北京：机械电子工业部,1997.

［4］郭晓甫.继电器保护装置单板老化工艺及实施［J］.电子工艺技术，2009，30(5)：301304.

［5］孙青，庄奕棋，王锡吉，等.电子元器件可靠性工程［M］.北京：电子工业出版社，2002.

［6］牟致忠.机械可靠性:理论?方法?应用［M］.北京：机械工业出版社，2011.

［7］曹捷，张国琦.一种新型高低温老化房［J］.电子工艺技术，2002,23(6)：253254.

［8］中国集成电路大全编委会.中国集成电路大全：CMOS集成电路［M］.北京：国防工业出版社，1985.

［9］张建华.数字电子技术［M］.北京：机械工业出版社，1994.

［10］王酣,吴京燕,陈大为.集成电路高温动态老化系统校准规范［S］.北京：全国无线电计量技术委员会，2007.



作者简介：

何小辉男，1981年出生，河南许昌人，助理工程师。主要从事电力电子、仪器仪表研究工作。

崔艳华女，1981年出生，河南许昌人，助理工程师。主要从事电力电子、仪器仪表研究工作。

刘静然男，1967年出生，河南许昌人，工程师。主要从事电力电子、仪器仪表研究工作。

项立卫男，1983年出生，河南许昌人，助理工程师。主要从事电力电子、仪器仪表研究工作。

第6篇：电源稳定性设计范文

航嘉的多核R80系列电源向来以做工、用料扎实著称。原本主打高效率，而现在该系列已经逐步进化为比较全能的产品。特别是针对主流市场的多核R80　400，其均衡的表现吸引了不少玩家的关注，甚至不乏玩家自己做评测，描述多核R80　400的诸多优点，还将其称赞为主流电源中最得力的小钢炮。如此荣誉是否实至名归？Mc特地邀请航嘉送测了这款热门产品。

航嘉多核R80　400获得了80PLUS认证，这算是秉承TR80系列的高效传统。其次，宽幅设计能让它在100～240V的大范围动态电压下正常工作。这让玩家们不用担心夏季用电高峰时期的电压起伏对主机产生的影响，也能让供电原本就不稳定的城郊地区用户稳定地使用PC。不过就总的功率来说，R80　400显得稍小，额定输出400W。对使用单一中端独立显卡或者整合平台用户来说较为合适。当然，“质量”质为先。再加之主流玩家很少配置超过8pin+6pin供电需求的独立显卡，所以就用户群来说，R80　400的额定输出功率还算合格。为了保证供电品质，R80　400的设计和用料还算扎实。它的功率校正电路采用了主动式PFC设计，不过跟我们以往在主流产品上看到的主动PFC稍有区别，它更加完整。从高压电容，到电感线圈、电阻和继电器都一一具备，这么完整的线路以往只有在1000W级高定位电源上能够看到。和同档次产品相比，它的结构设计也算相对合理，整体采用双路12V输出设计，保证处理器和显卡供电的相对独立性和稳定性。此外，线材也是很容易被玩家忽略的部分，因此也有不少产品在这上面偷工减料。而R80　400的线材虽未采用模组设计，但长度和材质上均未缩水，能够保障传输效率和玩家的长路线背板走线设计。

理论上这样的结构和设计能获得不错的供电稳定性和高效率，其实际效率如何呢？接下来就让我们实际上机试试。在220V市电条件下，我们测试TR80　400的稳定性。其+12V、5V、3.3V电压的波动值都在2.5％左右，表现不错。模拟一套总功率300W的平台满载时的状态，发现R80　400的转换效率竟然接近87％。虽然220V市电测试环境比110V的低压环境更轻松，但这样的表现还是值得称赞，转换效率比肩银牌认证，堪比不少比它定位更高的产品。最后，在噪音测试中，它的表现依旧出色。在夜间安静的听音室（环境噪音35dB），我们测得，它的轻载工作噪音仅38.7dB，属于人耳几乎听不到的程度；满载时稍高，达到44.2dB，不过若将它放在机箱中，即使在夜间，这样的噪音也几乎听不到。

综上所述，R80　400的综合表现确实值得肯定，整体供电稳定性、效率和噪音控制能力在同规格产品中属一流水平。考虑到价格因素，它缺乏模块线材设计、LED灯光装饰等一些流行的元素也算可以理解，毕竟对用户来说金玉其中也远比金玉其外来得更加实在。近期有购置电源需求的玩家们不妨多多对比和关注。

第7篇：电源稳定性设计范文

1提高电压稳定性需要应考虑的现实问题

尽管电力系统的发展在全世界范围内得到了广泛的认可和推行，但是其引发的电力崩溃安全事故也相对比较频繁。其发生的主要原因是由于对于系统的稳定性研究分析得不够深入和彻底，使得在发生小范围的电压稳定破坏事故后，由于运行维护人员的操作不当，使得其发生恶性连锁反应，从而导致系统的全部崩溃。

1.1电力系统要具有很强的电压调节能力和足够的无功电源对于电力系统稳定性的提高，需要在一些电力负荷要求比较高的区段，设置一定的无功电源保证其电力补偿量，使得电压在正常运行的基础上保有一定的电压富余，保证电力系统具有较强的自我电压调节能力，从而保证电力系统的正常运营。无功电源的设置要注意一些实际的维护问题，在设置时应避免无功电源长距离的进行无功的输送，还要使得其保持一定的分区分层的平衡。另外为了更加有效的保证电压稳定性的控制，应该在电力设计过程中始终保有高于正常水平的运行电压和足够的无功电源.

1.2电力系统其本身负荷特性的影响电力系统的电压稳定性受到多方面因素的影响，但是电力系统的负荷特性是所有影响因素中最为重要的。在一般的电压稳定性分析过程中，由于电力系统建设的本身中有较多的电压的调配装置，还加上电力系统负荷特性本身的多样性和时变性，在实际的电力运营过程中，其综合的负荷特性更加的繁复。由于电网在实际的运营过程中，电网主要是通过获取电网中恒定的电流，实现电力的供应，这一恒定的电流即恒电流负荷，如果无法满足这一电流的稳定提供，就会导致电力系统电压的失稳。一定意义上来说恒电流负荷有比较明显的强制性，一旦无法实现，就会导致电压的失稳。

1.3电力系统输送电力的稳足程度以往我们一般在电力系统设计过程中，只是考虑到电力系统的静态稳定和动态稳定。但随着电网建设的网络化和普片化，长距离大容量的送电模式已经越来越多的实际应用，而对于如何保证长距离的两端的电压稳定性，是我们需要更加多的关注，以保证电力系统输送电力的稳足程度。下文我们主要探究电力系统电压稳定性破坏及出现紊乱现象的缘由：其一是在长距离送电线路输送过程中，会伴随着一些由于控制不够的电力荷载，使得线路出现明显的电压差。如果不能有效的保证和控制送端或受端电压发生变化，就会导致电力系统输送电力的稳足程度比较低，无法充分满足用户的电力需求；其二是由于目前我国的电力系统的铺设过程中主要以电缆作为输送材料，这就使得我国的输电系统出现电力容性的特点，而由于深夜用电负荷相对较小，就会使得受端与送端电压出现较高的电压差，一旦不能有效的控制，系统的电压稳定性就会被破坏，并对电力设备产生消极的影响，甚至导致本可避免的的安全事故；其三是由于我国工业发展的规模化加大，使得企业对于用电量的需求也急剧增加，使得大容量负荷变得更加的集中化，这就使得在用电的高峰和低谷，产生比较两极化的无功负荷需求，如果得不到有效控制就会影响系统电压的稳定性，从而无法保证电力系统输送电力的稳足程度。

2提高电压稳定性的对策

通过前文对于系统电压稳定性进行详细的探究和分析，我们会发现影响电压稳定性的原因相对比较多，而下文我们主要从设备和运行以及预案模型的建立三个方面，提出一些提高电压稳定性的对策。

2.1提高运行方面的对策为了保证电力系统的电压稳定性，在电力系统的运行方面，系统的维护人员应该制定合理有效的运行方案，使得系统能够及时的调整设备来投切电压和无功功率。在电力系统处于重载情况下时，在运行维护过程中必须通过有效的控制，使得输电电压始终保持在允许的高水平。除了在技术上的运行维护方面做工作外，还应对电力系统的运行维护人员不断进行电压稳定性的基本知识的指导和培训，提高维护人员的职业素质，为电力系统的电压稳定性的提高贡献人员的实践科技力量。

2.2电压安全监控系统伴随着计算机技术发展的深入，其已经渗透到社会生活的方方面面，不无例外的也可以应用到保证电力系统的电压稳定性中去。我们可以通过建立电压安全监控系统，更加便捷和合理的调度电力需求，使得电力的输送更加符合实际的电力需求。还可以通过开发出功能更加强大电压安全监控软件，从而使得电压系统的安全监测更加的全面和有效，这样将会对电力系统的稳定运行起到积极地推动作用。使得电力系统更加及时发现导致电压失稳的原因，以便及时的将其排除，从而最大化电力企业的经济效益。

2.3做好充分预案准备由于负荷特性的多样性和不确定性，我们必须时刻关注系统电压的实际变化，通过合理的电力调配和维护保证电压的稳定性运营。在实际的运营过程中，我们可以通过对实际系统的负荷特性进行详细的分析和规划，对各类可能发生的电压失稳情况进行充分的预案准备，建立比较仿真的负荷数据模型，使得电力企业能够更加有效的提高电压稳定性

3结语

第8篇：电源稳定性设计范文

[关键词]通信系统；通信电源系统；设计方案

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0153-01

在进入到二十一世纪之后，似乎世界上所有的东西都在变得发展迅速，主要体现在了经济与科学技术上，而现代化的通信技术也是其中较为重要的一项，可以说现代通信技术已经深入的改善了我们的生活和沟通。但是在通信技术的发展中，通信电源系统一直是通信技术发展的关键，通信技术在进行数据传输时需要消耗一定的能量，而现代通信使用的如此频繁和超高量对于通信电源系统就提出了更高的要求，因此，对于通信电源系统的设计与研究有着极其重要的意义。

1、常用设计方案

随着通信技术的不断发展与应用，并且对于偏于地区的通信质量和信号要求等，对于通信电源系统就提出了更高的要求。为了能够让信号进行全方位、全地域的覆盖必须建设大量的通信基站，而在其电源系统的设计建设中，由于通信技术的特殊性以及地理位置和环境的特殊性等，使得通信电源系统的设计要能够满足这些所有条件需要。同时现代的通信电源系统的设计还要满足于信息化、网络化的条件，能满足于时代的需要，以及在出现相关故障时能够及时进行自检和上报等功能。因此吗，针对以上相关的功能要求，对于通信电源系统的设计主要的要在以下几个方面进行考虑：

1.1 电压的输入范围

电压的输入范围是电源系统设计的重要因素之一。通信电源系统的电压输入范围和常规的农电网系统的电压值存在着一定的差距，因此，常用的农电网系统的电压实无法满足于通信电源系统的电压输入要求的，将很难保证通信数据的传送质量和良好的通信服务。通常一般都是要求其输入的电压值要高于常用农电网电压的30%，同时在通信电源系统的设计中，还有考虑诸多的外在环境、气候等因素，如雷电等问题都会直接的影响到通信电源系统的输入电压，因此需要做好相关的保护措施。

1.2 防尘、防潮、放高温

我们都知道，为了满足现代人们的及时通信要求和高质量的同要求等，就必须要进全方位的覆盖。因此，自然就会受到各种环境因素的影响，这其中关于温度、湿度等等方面的要求就需要考虑进去。因此，在进行通信电源系统的设计时，就要把这些所有的问题考虑进去，做好防尘、防潮、防高温的保护措施，这些因素都会极大的影响到我们的通信电源和通信质量的正常工作。

1.3 要具备远程控制和自我诊断能力

信息化和网络化是现代通信电源系统设计中的重要手段，智能化的通信电源系统，应能够做到进行远程的控制，时刻知晓当前通信运行和通信源系统运行的质量好坏，是否正常运行以及当出现问题时，是否能够及时的寻找到问题的原因以及具体出现问题的位置，方便进行及时的诊断和下一步的维修工作。这些都需要整套的通信电源系统能够保证较高的信息化和智能化，具有一定的远程监控和自我诊断能力。

2、可靠性设计方案

通信电源系统的设计除了要满足于常规的使用外，还应具备相当的可靠性。相比传统的通信电源系统的设计方案，可靠性的通信电源系统设计方案，又有着更高的要求。主要考虑了在电源系统的结构上、对外界的抗干扰、抗影响能力上，因此，对于可靠性的通信电源系统设计方案来说，主要的需要注意以下几点：

2.1 电源模块交流输入的电压范围

电源模块是通信电源系统中保持电压输入的关键，主要的控制着交流电压的输入范围，对通信电源系统的稳定工作具有关键的作用。在电源模块的交流电输入电压上，同样是要保证其电压高于国家规定标准的30%以上，这样才能保证电压的输入稳定性和可靠性，能够应对各种的电压情况在复杂的环境之下保证其工作的稳定性和可靠性。并且这一电压输入范围和电站网络要求的输入相适应。

2.2 电源模块的冷却设计

我们都要知道在电源流通的过程中比然的会产生高温现象，而高温绝对是通信电源系统稳定工作的障碍，因此，必须做好电源模块冷却降温工作，才能保证通信电源系统稳定的运行，保证输入电压的稳定性。在电源冷却系统的设计上可以根据不同的地区以及外界环境等因素进行综合的考虑，来选择最终适合的冷却方式。

2.3 智能化的远程监控设计

智能化的通信电源基站现在都是没有人工值守的，大多都是在统一的监控中心进行远程的监控，因此，在智能化的通信电源系统设计中，就需要在其各个关键的点上进行监控装置的安装，保证能够全体候对其进行监控和管理，从而极大的提高通信电源系统的维护水平和效率。在通信电源系统的日常运行中，难免的会遇到因为外界的因素如恶劣的天气、气候尤其是闪电、雷击对通信电源系统的稳定工作特别容易造成破坏，除了外在的影响因素，自身在运行时的高温、尘土、潮湿的空气等都会对通信电源系统造成破坏，因此，当出现意外时，我们需要通信电源系统能够及时的进行自动上报和通知，并且能够具体找出事故位置以及原因等，只有这样才能在第一时间对其进行及时的维护，从而才能够保证通信系统的稳定工作。

结语

综上所述，随着通信技术的全面发展和普及运用，通信电源系统的设计是其向前持续发展的关键点，因此对于通信电源系统在进行设计时需要全方位的考虑好在其运行中容易出现的以上相关问题，并针对性的做好防护措施。只有做好通信电源系统的设计工作，才能保证通信质量和服务的进一步升级以及通信技术的不断向前发展。本文主要的从常用的通信电源系统的设计方案和可靠性的通信电源系统的设计方案进行入手，分析了各个方案之间，应在哪些方面需要进行格外的注意。

参考文献

[1] 宋福峰，刘宝昌.通信电源系统设计及运行维护中节能方案探讨[J].电信工程技术与标准化，2010，03：69-71.

第9篇：电源稳定性设计范文

关键词：LED；单片机；驱动系统；智能；恒流驱动

中图分类号：TM923.34 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）14-0138-02

近数年来，LED的使用越来越普遍，其拥有环保、节能、光电效率高、使用寿命长、亮度高、安全性、稳定等多方面的优点。由于其众多的优点，近年来各行各业的应用得以迅速地发展起来。从一定程度上也说明了LED驱动电路成为了产品应用中一大极其关键的因素。从理论上来讲，LED的使用寿命是10万个小时以上，但由于种种原因，主要的是在实际应用的过程中，因为驱动方式的选择不当以及驱动电路设计的不周全，致使LED极为容易受到损坏。

1 LED驱动现状分析

当前，市场上的很多生产商所生产出来的LED产品，大多采用的都是阻容降压的方式，同时采用一个外加的稳压电源，实现对LED灯的持续供电，这样则能有效的降低LED 的成本，但是这种供电方也存在着一定的弊端，对LED也造成了一定的影响。一方面，这种供电方式的效率驱动效率很低，耗费了大量的电能用来实现降压点受阻，甚至其产生的电能消耗可能会超过LED 自身对电能的消耗，而且电流的驱动也十分有限，当电流较大时则对于降压电容产生的需求较大，这样就会造成电能的消耗不断的增加；另一方面，在电压的稳定方面较差，对于通过LED 的电流无法确保其能够满足工作需求，在进行LED的产品设计时，需要通过降低LED 两端的电压来实现驱动，但是这种驱动必须要降低LED产品的亮度才能够实现。总的来说，使用这种方法来实现LED产品的驱动，使得LED自身的亮度无法得到有效的保证，流经的电源也不够稳定。如果供电源的电压降低时，则会造成LED的亮度降低，只有在电源电压稳定时，才能够保证LED的亮度不受影响。

2 LED驱动设计注意事项

LED照明产品是全球主流的节能产品之一，它将会成为未来照明发光产品中的主流趋势。LED照明产品在使用的过程中，比传统的照明产品节电60%-70%。其具有的众多优势让人们不得不重视LED的发展前景。LED之所以能维持如此多的优点，其还是要靠LED驱动来支撑的。

在进行LED驱动电路的设计时，前提是必须清楚的了解LED电流和电压的特性，因为在不同的LED 生产厂家中，生产出来的LED产品也具有不同的规格，因此在电流和电压方面也存在着一定的差异，以白光LED典型规格为例，按照LED的电压、电流的变化规律，一般应用正向电压是3.0-3.6 V左右，典型值电压为3.3 V，电流为20 mA，当LED两端的正向电压超过3.6 V后，正向电压只会有很小的增加，但是LED两端的正向电流可能会成倍的增加，致使LED发光体的温度升高地过快，从而加快了LED亮光的衰弱，一般程度导致LED的使用寿命的缩短，严重时甚至会使LED烧坏。所以，面对LED使用过程中的多种损耗，对LED驱动电路的设计提出严格的要求。

3 理想的LED驱动方式

通过对LED的电压和电流所产生的不同变化特征进行详细的观察和分析，可以发现，在恒压方式下对LED进行驱动存在着一定的可行性。虽然在一般情况下，我们使用的稳定电压电路有着一定的弊端和不足，比如电压不够稳定或者是稳流能力较差等问题，但是必须认识到，稳压电路具有一定的精确设计，通过稳压电路实现LED 的持续供电也是一种较为稳定的途径。根据相关的研究发现，对于LED来说，采用横流驱动是一种十分理想的方式，这种方式能够使LED 的正向电压发生改变引起电流变化的问题得到很好的解决，同时也能够保证LED供电的持续性和稳定性。也可以说，理想的LED 驱动方式，是保证电压的恒定和稳定，通过串联实现多个LED 同时供应。

4 LED模型

LED模型在建立的过程中，会引起电流的变化。当LED的电压值超过其恒定的规定值之外，LED的电流流向会发生变化，而且会随着正向电压的增大而不断的增加，当电压发生极小的变化时也容易引起电流的变化。电流对于电压的变化是十分敏感的，当正电压的某一个值小于规定值时，则会使电流发生变化，LED 的发光变得极为微弱；而当电压的某个值大于规定值时，则会使LED 的光变得更强。

5 驱动系统设计

LED的驱动系统对于光源运行系统的整体运行效率有着直接的影响，同时也影响着光源运行系统的稳定性和使用寿命，而本文则主要结合恒流驱动电路、单片机恒流控制、开关电源几种方式来针对驱动系统的设计进行探讨。而在本系统设计中，主要运用单片控制作为核心程序，通过对输出电流进行不断的调整和反馈，实现对LED 亮度的调整。同时，该系统能够适用于各种使用LED产品的驱动系统，能够使LED产品性能得到有效的改善，同时也使得LED 光源不稳定的问题得到有效的解决。