电源在无线通信中的应用

摘要：随着国家科技水平的不断提升，信息化技术不断升级，无线通信设备领域也逐渐引入了更多的新技术、新设备，以不断提升无线通信工作的开展成效。开关电源在无线通信设备中应用的非常广泛，因此着重探讨了开关电源的基本原理及优势，并介绍了无线通信设备中开关电源的应用情况。

关键词：开关电源；无线通信；设备

1无线通信设备中应用开关电源的基本原理分析

无线通信设备中，需要经常使用开关电源来进行电压的变压处理，应用比较广泛的一类元器件就是DC/DC变换器开关电源。通过应用DC/DC变换器，可以根据无线通信设备系统的运行要求，对获得的电压进行升降，进而有效控制电压振动波形，确保无线通信设备的有效运行和功能的正常发挥。

具体地，无线通信设备中应用的开关电源——DC/DC变换器，主要原理是利用变压器设备构建的相关电路系统来反馈控制形成可靠的电压变换机制。变压器通常会受到电路内部开关操作的影响，进而在系统的运行中得到信号反馈，从而有效获得稳定输出电压。通常变压器可以分成隔离和非隔离两大类型，非隔离类型是指在电压的升降处理中，直流输入和输出连接在一起的方式，而隔离类型是指直流输入和输出分开的方式。

非隔离模式变压电路主要工作原理具体如下。升压电路环节，利用开关闭合线圈存储能量的开关，将其进行断开处理，以实现负载的有效释放；随后应用电路电流连续流过线圈的性能，将开关闭合进行反向电压处理，以实现和输入电压的有效整合，从而生成更高的电压进行输出，实现了电压从低压到高压的有效转化处理。降压电路环节，主要是利用开关闭合过程中输入和输出储存电压逐渐存在的压力差，进而通过快速断开的方式逐渐将接地二极管输出端的压力释放出来。通常为了确保电压调整的可靠性，还需要对直流输出、基准电压进行对比分析，以有效发现电压波动变化的误差，进而采取有效的措施。总结控制开关时间比例的方法来对开关元件进行精准控制，从而确保电压输出的稳定性和精准性。此外为了有效防范可能存在的噪声，避免频率过高对原本电源内部的噪声产生更多的不利影响，需要配置相关的电路，并实施滤波处理，或者增设相关的过电流保护、防冲击电流保护等附件功能保护电路。

2无线通信设备领域应用开关电源的优势分析

无线通信系统运行过程中，需要很多的设备和元器件，每一种设备都需要保证其性能，才能更好地提升整体无线通信系统的运行效能和稳定性。无线通信设备系统运行过程中，开关电源的优势非常明显，通过开关电源DC/DC变换器，可以实现对各种电池电压的降压和升压的有效转换，进而更好地满足运行的需要，提高电压的可靠性和稳定性。在无线通信设备领域引入开关电源，具有独特的优势，可以满足系统运行的要求，同时还能够实现系统高效能运转，保证系统稳定性，降低噪声带来的不良影响，是智能化时代的发展产物[1]。

无线通信设备运行管理过程中，开关电源的应用需要进行科学设计，按照基本的流程和要求进行，才能确保各种类型电压的快速有效转化。具体开关电源的利用过程中，应当充分考虑无线通信设备运行的要求和整体系统功能的要求。通常，开关电源DC/DC变压器设计过程需按照如下步骤进行实施。（1）要明确变压器相关的技术指标体系和要求。变压器的转化，具有自动化功能，但是需要根据具体的适用范围、环境及要求等确定可以进行电压转化的幅度和范围，以避免影响整体变压器功能的发挥。因此，应当首先确定变压器相关的技术指标，对变压器变压可以变化的范围以及能够输出的电压的具体指标范围进行确定，同时确保变压器自身可承载能力达标。以此为基础进行综合分析和基础研究后，方可选择匹配的变压器类型。（2）需要对变压器的工作频率进行研究。通常，无线通信设备运行过程中，变压器性能的发挥一定程度上需要总结其工作频率。频率性能的发挥会直接影响系统的电源噪声、体系和相关功能的转化与利用，通常需要根据无线通信系统设计的要求和参数，确定变压器的具体工作频率，一般会优先考虑工作频率大的变压器来进行配备使用。（3）合理确定变压器需要配置的关联元器件设备。变压器工作过程中，相关元器件的选择也非常重要，如果元器件选择不合理，将不利于电压的有效、安全、稳定转化。因此，需要总结变压器运行的规律，并针对相配套的元器件进行科学选择，以实现电压的有效隔离和快速转化。通常需要对非隔离方式及隔离方式变压器初次匝数按照相关的原理和公式进行科学分析，以确定变压器的元器件类型。此外，要注意电源变化的频率通常还会受到开关管性能的影响，所以开关管的选择也非常重要。在整体变压器的配置方面，既要充分考虑变压器本身的性能，以及相关元器件的性能，同时要从节能降耗的角度来进行分析，这样可以提高无线通信设备系统运行的高效性和经济性。电源的处理非常重要，电源处理不当将会导致能耗增加，进而不利于科学控制无线通信设备运行的成本。通常需要采用逐渐增加线圈、电容器的方式来进行电源处理，以有效提高系统运行的可靠性，减少噪声等带来的不利影响[2]。

除需要考虑无线通信设备中开关电源的具体类型以及相关变换器的功能以外，还需要综合权衡外界元件的性能。因为变换器的转换效率和质量一定程度上由外接元件的性能来决定，所以需要对外接元件的性能进行统筹分析。通常会采用实验的方式，然后进行科学计算，从而有效确定外接元件的各项参数，以选择匹配的类型，最大限度地保证变换器功能的发挥，减少外接元件对其造成的不利影响。对于变换器，外接元件影响最为明显的当属线圈。通过不断提高线圈的电感来增强变换器的转换效率，但是也会导致线圈直流电阻增大，进而对变换器的转换效率产生抑制作用；电感的减小，可以有效降低线圈的高度，但是也会导致流经电路的峰值电流过大。因此，需要对相关的功能进行科学分析，并通过科学实验的方式来进行综合研究，以更好地选择功率匹配的电阻元器件[3]。

随着科技水平的不断提升，市场上逐渐研发出了导通电阻较小、性能良好的功率金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。将功率MOSFET应用于开关管中，可以有效突破双极型晶体管应用带来的不足，当然由于金属氧化物半导体场效应管自身会受到栅电容的影响，如果控制不当将会导致损耗的增加，不利于提升变换器的转换效率，所以需要有效统筹和分析功率MOSFET的导通电阻与电容相互之间的制约关系，以计算出最佳的导通电阻参数[4]。为最大限度地提升无线通信设备中开关电源的转换效率，减少能耗损失，会采取如下方式。（1）选择和系统低电压化相匹配的电源电路，以降低工作电压，进而不断提升电流，实现同频转化。目前应用比较广泛的变换器电路为CPU电源配件。（2）从减少电源所占空间的角度来进行电源迷你、小型化处理。通常采用的方式是降低线圈的厚度，应用两个陶瓷电容更换线圈，以实现电压的有效转换和利用。（3）不断提高电源运行的高效性。变换器整体运行中，电源的作用非常重要。为了进一步提升运行效率，减少损耗，可以配置相关的栅电容较小的功率MOSFET等外接元件[5]。

3新形势下无线通信设备中开关电源的发展方向探析

无线通信设备运行过程中，开关电源发挥的作用非常重要。未来随着技术的发展和升级，开关电源的性能将更加优化，开关电源技术将向着如下方向进一步拓展。

第一，数字化方向发展。随着智能化时代的到来，大数据技术的应用越来越广泛，传统的功率电子技术在应用过程中暴露出一些不足。目前，在国家无线通信领域模拟电路体系中，很多设备都采用了数字化技术，开关电源技术也逐渐向着数字化方式升级，从而可以构建相关的模型和模拟系统来实现智能化控制。

第二，高效化方向发展。随着无线通信设备运行性能、要求等的不断提高，对开关电源的要求也在不断升级，所以需要在开关电源的体积、转换频率等方面进行深入研究，要统筹分析开关电源的体系、转换频率和对元器件的损耗等，综合分析后选择匹配的开关电源。这也是未来开关电源技术需要突破的难点[6]。

为了进一步提升无线通信设备运行效能，开关电源技术也将在新的领域取得更多的突破。例如，随着近年来我国隔离技术的不断升级，针对电子设备系统可以设定不同负载的电源系统，以实现在低压领域的效率提升。此外，在软开关技术方面也取得了较大的突破，越来越多的软开关技术被逐渐开发出来，以不断提升变换器转换效能。功率因数校正技术也逐渐引入国内，国家相关部门也在不断学习和借鉴国外在该技术方面的经验，结合我国无线通信设备领域的开发应用情况，探索PFC技术和无源技术的适用效能。

4结论

本文着重探讨了开关电源的基本原理及优势，并介绍了无线通信设备中开关电源的应用情况。此外，还对新形势下无线通信设备中开关电源的发展方向进行了探析。

参考文献：

[1]龙柏华.浅谈开关电源在无线通信设备中的应用[J]，中国新通信，2018，（4）：95-98.

[2]刘守昌.基于ZigBee&WiFi的智能家居系统研究与设计[J]，济南大学，2016，（6）：105-107.

[3]蔡松平，张喜红，鲁凡.开关电源在无线通信设备中的应用[J]，电子产品可靠性与环境试验，2006，（3）：89-92.

[4]王雄.面向工业测控网络的无线通信设备的开发与实现[J]，重庆邮电大学，2016，（4）：78-81.

[5]顿伟娟.通信电源在铁塔中的设计与应用[J]，通讯世界，2016，（6）：187-190.

[6]戴佳玖，杨兴龙.关于无线随钻电源防护系统的研究[J]，中国石油和化工标准与质量，2012，（9）：157-160.

作者：闫冬青 单位：新疆和田地区无线电管理局