通信用高频开关电源

通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。

因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。

直流-直流(DC/DC)变换器

DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源), 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。

不间断电源(UPS)

不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。

现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。

目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。

第1章　Protel 99 SE的安装

第2章　Protel 99 sE基础

第3章　原理图设计系统

第4章　层次原理图设计

第5章　原理图的高级操作

第6章　原理图的报表

第7章　印制电路板基础

第8章　印制电路板的制作

第9章 元件封装的制作

第10章 印制电路板的报表

附录 常用原理图元件符号与PCB封装

参考文献

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《电子电路CAD技术》是“机电一体化”丛书之一。《电子电路CAD技术》从实用、易学的角度出发，全面介绍Protel 99 SE的安装、基本组成和特点、界面操作、设计环境等，着重介绍了电路原理图和印制电路板的设计方法以及详细的操作过程，《电子电路CAD技术》图文并茂，使用大量丰富的实例，将Protel 99 SE的各项功能结合起来，使读者能快速掌握。全书从最基本的概念和操作开始，十分详尽地讲述了制作印制电路板的所有内容，每章最后附有练习，便于读者及时复习，熟练掌握所学内容。

《电子电路CAD技术》可作为高等院校应用型机械电子工程(机电一体化)专业、电机类专业的教材，同时，也可作为各类工程技术人员和广大电路设计人员的培训教材和参考读物。

《电子电路CAD》是教育部重点课题“高职高专教育课程设置与教学内容体系原则的研究与实践研究成果之一，应用了“就业导向的职业能力系统化课程开发方法（VOCSCUM）”进行开发，作为高等职业教育电子信息类专业“双证课程 ”，培养方案配套教材之一，同时也是CEAC国家信息化培训认证的指定教材，具有鲜明的特色。

《电子电路CAD》是应用电子技术核心能力课程的认证课程。

《电子电路CAD》主要涉及0rCAD软件的应用。该软件是电子设计领域广泛使用的电子电路自动化设计软件。

《电子电路CAD》分三篇，共8章，主要内容包括第一篇Capture CIS电路图设计（ 第1章Capture CIS初步——电路图绘制基本方法、第2章Capture CIS提高— —capture CIS的使用技巧、第3章Ca。pture cIs进阶——复杂电路图的设计管理）；第二篇PSpice分析（第4章PSpice分析初步——直流分析和交流分析、第5章PSpice提高——常用分析介绍、第6章PSpice进阶——其他辅助分析介绍）；第三篇Layout印制电路板设计（第7章Layout初步——使用方法、第8章Layout提高——操作技巧）。

《电子电路CAD》可作为高职高专院校电子信息类专业教材。

《电子电路CAD与ORCAD技术》首先介绍电路CAD的基础知识，然后针对OrCAD l6．O，着重介绍OrCAD软件的使用方法，内容包括仿真图形输入模块Capture的使用，经典PSpice（直流、交流、瞬态、温度、噪声、傅里叶、数/模和数字等电路分析）的使用，高级PSpice—AA（其中有灵敏度、优化、蒙特卡洛、热电应力和参数测绘仪等工具）的使用。各部分均配以相应例题，便于读者学习该软件。《电子电路CAD与ORCAD技术》配有OrCADl6．O演示光盘，它的功能和规模可以满足一般科研和教学的需要。电子工程师和相关大专院校电类、非电类的学生。只要具备电工学的基本知识，都能掌握OrCAD的操作方法，使之成为从事教学，生产和科研的得力助手。

第1篇 电子电路CAD技术基础

第1章 网络图论基础

1.1 网络图

1.2 关联矩阵、回路矩阵和割集矩阵

1.3 两种约束关系

第2章 电路方程的建立与编程

2.1 节点分析法

2.2 含受控源电路的节点方程

2.3 改进的节点法

2.4 直接列出节点电导矩阵的直流分析程序

第3章 瞬态分析

3.1 常用的数值积分法

3.2 刚性(Stiff)问题

3.3 瞬态伴随网络模型第1篇 电子电路CAD技术基础

第1章 网络图论基础

1.1 网络图

1.2 关联矩阵、回路矩阵和割集矩阵

1.3 两种约束关系

第2章 电路方程的建立与编程

2.1 节点分析法

2.2 含受控源电路的节点方程

2.3 改进的节点法

2.4 直接列出节点电导矩阵的直流分析程序

第3章 瞬态分析

3.1 常用的数值积分法

3.2 刚性(Stiff)问题

3.3 瞬态伴随网络模型

3.4 瞬态伴随网络模型分析法

第4章 容差分析

4.1 灵敏度

4.2 容差分析

第5章 程序结构与算法

5.1 SPICE简介

5.2 程序设计准则

5.3 程序结构

5.4 器件模型化的途径

5.5 分析子程序

5.6 线性方程组解法的选择

5.7 非线性方程组解法的选择

5.8 数值积分法的选择

5.9 OrCAD9.2的结构

第6章 电路的优化设计

6.1 概述

6.2 基本概念

6.3 建立目标函数

6.4 单目标函数的优化

6.5 多目标函数的优化

第7章 逻辑仿真(simulation)

7.1 概述

7.2 逻辑仿真的模型

7.3 逻辑仿真的算法

7.4 寄存器级和高层次仿真

第8章 集成电路的布局与布线简介

8.1 板图设计的步骤

8.2 布图的方法

8.3 布线的方法

第2篇 OrCAD/PSpiceA/D9.2.3简明教程

第9章 安装OrCAD9.2.3

第10章 使用Captare9.2.3绘制电路图

10.1 启动Capture

10.2 创建新电路图文件

10.3 绘制电路原理图

10.4 连接线路和放置节点

10.5 元器件属性编辑

第11章 直流分析(·DC)

11.1 电路原理图输入方式

11.2 创建新仿真文件

11.3 执行PSpice程序

11.4 输出窗口的常用操作

11.5 直流分析及例题

第12章 交流分析(·AC)

12.1 例题

12.2 交流的输出格式

12.3 游标

12.4 参数分析

12.5 元器件类型及关键字

第13章 瞬态分析(·TRAN)

13.1 例题

13.2 瞬态源的类型

第14章 直流(静态)工作点分析(·OP)

14.1 直流(静态)工作点分析

14.2 例题

第15章 温度、噪声和傅里叶分析

15.1 温度分析(·TEMP)

15.2 噪声分析(·NOISE)

15.3 Probe的用法

15.4 傅里叶分析(·FOUR)

第16章 最坏情况分析(·Wcase)和蒙特卡洛分析(·MC)

16.1 最坏情况分析(·Wcase)

16.2 蒙特卡洛分析(·MC)

16.3 Probe的功能

16.4 直方图的使用方法

第17章 仿真行为模型

17.1 受控源

17.2 仿真行为模型

第18章 数字电路分析

18.1 例题

18.2 数字信号源

18.3 数/模混合电路分析

18.4 PSpiceA/D9.2.3分析小结

第3篇 电路、模拟电路的计算机分析

第19 章电路的计算机分析例题--直流、瞬态分析法

19.1 直流分析(·DC)

19.2 瞬态分析(·TRAN)

第20章 电路的计算机分析例题--交流(稳态)分析(·AC)

第21章 电路的计算机分析例题--拉普拉斯变换、傅里叶变换和非线性电路

21.1 拉普拉斯变换

21.2 傅里叶变换

21.3 非线性电路分析简介

第22章 常用半导体器件

22.1 二极管(D)伏安特性

22.2 双极型晶体管(BJT)的共射伏安特性

22.3 结型场效应晶体管(PET)的伏安特性

习题

第23章 B9T基本放大电路

23.1 基本共射极放大电路

23.2 共集电极放大电路和共基极放大电路

习题

第24章 场效应晶体管(PET)基本放大电路

24.1 JFET与BJT的比较

24.2 固定偏置电路

24.3 采用自给偏置的放大电路

24.4 分压式偏置电路

24.5 MOSFET的特性

24.6 FET直流偏置放大电路小结

习题

第25章 BJT放大电路的小信号分析

25.1 放大的概念

25.2 BJT放大器的动态工作情况分析

25.3 PSpice的数据输出

25.4 BJT的建模

25.5 基本放大电路的动态分析

25.6 放大电路的频率响应

第26章 FigT放大电路的小信号分析

26.1 FET的小信号模型

26.2 JFET放大电路分析

26.3 由MOSFET组成的放大电路的分析

26.4 小结

习题

第27章 功率放大电路

27.1 功率放大器的定义和类型

27.2 共射极甲类功率放大器

27.3 乙类互补推挽式功率放大器

27.4 OP-AMP推挽式功率放大器

习题

第28章 反馈和振荡器

28.1 反馈的概念与类型

28.2 实用的反馈电路

28.3 相和频率对反馈的重要性

28.4 正弦波振荡器

28.5 非正弦信号产生电路

28.6 555定时器

习题

第29章 运算放大器(Op-Amp)

29.1 0p-Amp的基本知识

29.2 实用的Op-AmP

29.3 Op-Amp的宏模型

29.4 差分放大电路

习题

第30章 直流稳压电源

30.1 概述

30.2 分立元件稳压电源电路

30.3 集成稳压器

附录

附录 A

A.1 线性代数方程组的解法

A.2 非线性代数方程组的解法

A.3 节点法(增量网络法)

A.4 特勒根(Tellesen)伴随网络法

附录 B 元器件的模型参数和常用电路、电子电路元器件

B.1 元器件的模型参数

B.2 常用电路、电子电路元器件

B.3 数字电路

参考文献