通信用高频开关电源技术

该法由我国学者张兴柱于1986年提出)、三端开关器件法等，这些均属于电路平均法的范畴。平均法的缺点是明显的，对信号进行了平均处理而不能有效地进行纹波分析;不能准确地进行稳定性分析;对谐振类变换器可能不大适合;关键的一点是，平均法所得出的模型与开关频率无关，且适用条件是电路中的电感电容等产生的自然频率必须要远低于开关频率，准确性才会较高。

大信号分析法：有解析法，相平面法，大信号等效电路模型法，开关信号流法，n次谐波三端口模型法，KBM法及通用平均法。还有一个是我国华南理工大学教授丘水生先生于1994年提出的等效小参量信号分析法，不仅适用于PWM变换器也适用于谐振类变换器，并且能够进行输出的纹波分析。

建模的目的是为了仿真，继而进行稳定性分析。1978年，R.Keller首次运用R.D.Middlebrook的状态空间平均理论进行开关电源的SPICE仿真。近30年来，在开关电源的平均SPICE模型的建模方面，许多学者都建立了各种各样的模型理论，从而形成了各种SPICE模型。这些模型各有所长，比较有代表性的有：Dr.SamBenYaakov的开关电感模型;Dr.RayRidley的模型;基于Dr.VatcheVorperian的Orcad9.1的开关电源平均Pspice模型;基于StevenSandler的ICAP4的开关电源平均Isspice模型;基于Dr.VincentG.Bello的Cadence的开关电源平均模型等等。在使用这些模型的基础上，结合变换器的主要参数进行宏模型的构建，并利用所建模型构成的DC/DC变换器在专业的电路仿真软件(Matlab、Pspice等)平台上进行直流分析、小信号分析以及闭环大信号瞬态分析。

由于变换器的拓扑日新月异，发展速度极快，相应地，对变换器建模的要求也越来越严格。可以说，变换器的建模必须要赶上变换器拓扑的发展步伐，才能更准确地应用于工程实践。

1.3数字化控制

数字化的简单应用主要是保护与监控电路，以及与系统的通信，目前已大量地应用于通信电源系统中。其可以取代很多模拟电路，完成电源的起动、输入与输出的过、欠压保护、输出的过流与短路保护，及过热保护等，通过特定的介面电路，也能完成与系统间的通讯与显示。

数字化的更先进应用包含不但实现完善的保护与监控功能，也能输出PWM波，通过驱动电路控制功率开关器件，并实现闭环控制功能。目前，TI、ST及Motorola公司等均推出了专用的电机与运动控制DSP芯片。现阶段通信电源的数字化主要采取模拟与数字相结合的形式，PWM部分仍然采用专门的模拟芯片，而DSP芯片主要参与占空比控制，和频率设置、输出电压的调节及保护与监控等功能。

为了达到更快的动态响应，许多先进的控制方法已逐渐提出。例如，安森美公司提出改进型V2控制，英特矽尔公司提出Active-droop控制，Semtech公司提出电荷控制，仙童公司提出Valley电流控制，IR公司提出多相控制，并且美国的多所大学也提出了多种其他的控制思想[7，8，9]。数字控制可以提高系统的灵活性，提供更好的通信介面、故障诊断能力、及抗干扰能力。但是，在精密的通信电源中，控制精度、参数漂移、电流检测与均流，及控制延迟等因素将是需要急待解决的实际问题。

1.4磁集

随着开关频率的提高，开关变换器的体积随之减少，功率密度也得到大幅提升，但开关损耗将随之增加，并且将使用更多的磁性器件，因而占据更多的空间。

国外对于磁性元件集成技术的研究较为成熟，有些厂商已将此技术应用于实际的通信电源中。其实磁集成并不是一个新概念，早在20世纪70年代末，Cuk在提出Cuk变换器时就已提出磁集成的思想。自1995年至今，美国电力电子系统并中心(CPES)对磁性器件集成作了很多的研究工作，使用耦合电感的概念对多相BUCK电感集成做了深入研究，且应用于各种不同类型的变换器中。2002年，香港大学Yim-ShuLee等人也提出一系列对于磁集成技术的探讨与设计。

常规的磁性元件设计方法极其繁琐且需要从不同的角度来考虑，如磁心的大小选择，材质与绕组的确定，及铁损和铜损的*估等。但是磁集成技术除此之外，还必须考虑磁通不平衡的问题，因为磁通分布在铁心的每一部分其等效总磁通量是不同的，有些部分可能会提前饱和。因此，磁性器件集成的分析与研究将会更加复杂与困难。但是，其所带来的高功率密度的优势，必是将来通信电源的一大发展趋势。

1.5制造工艺

通信用高频开关电源的制造工艺相当复杂，并且直接影响到电源系统的电气功能、电磁兼容性及可靠性，而可靠性是通信电源的首要指标。生产制造过程中完备的检测手段，齐全的工艺监控点与防静电等措施的采用在很大程度上延续了产品最佳的设计性能，而SMD贴片器件的广泛使