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电源稳定性设计范文1
【关键词】 电阻抗断层成像；恒流源；分布电容；屏蔽驱动
Design of a current source with high stability for brain electrical impedance tomography system
【Abstract】 AIM: To improve the stability of the current source for brain electrical impedance tomography (EIT) data acquisition system. METHODS: A shield guard technique was employed to minimize the shunting effect of the stray capacitance of wires between electrodes and current source. At the same time， an output current compensating method was adopted to compensate the current loss caused by the multiplexers stray capacitance. RESULTS: The simulation results showed that after those methods were used， the maximum relative current error on a 1.5 kΩ load dropped from 7% to 0.4% in working frequency range， and the practical results also showed that the final maximum relative current error on this load was less than 1%. CONCLUSION: The shield guard method for wires and the output current compensating method for current source can effectively improve the stability of current sources output current.
【Keywords】 electrical impedance tomography; current source; stray capacitance; shield guard
【摘要】 目的: 提高脑部电阻抗断层成像数据采集系统的恒流源的输出稳定度. 方法：采用屏蔽驱动的方法减弱电极导线分布电容的分流作用，同时采取输出电流补偿的方法对多路开关上的分布电容分流作用进行补偿．结果：仿真结果表明通过这些措施后流经1.5 kΩ负载的激励电流的幅度在工作频率范围内最大相对偏差可由原来的7%降至0.4%以下．最终所实现的激励源的最大相对偏差也小于1%．结论：所采取的电极导线屏蔽驱动和输出电流补偿的方法可以达到有效提高恒流源输出电流稳定度的目的．
【关键词】 电阻抗断层成像；恒流源；分布电容；屏蔽驱动
电阻断层抗成像（electrical impedance tomography，EIT）是一种通过体表弱电信号激励和体表电信号测量的方法获取目标区域（某一断面）内组织电阻抗分布信息，并以图像的方式反映出来的新型医学成像技术［1］．与现有的成像技术相比，该技术具有结构简单、设备小巧、易于操作、无创无害等特点，在对机体生理或病理状态的功能成像等方面有着诱人的应用前景，吸引着国内外众多的学者，是近年来生物医学工程领域的研究热点之一．其中，高精度数据采集系统的研制是该技术的研究重点和难点之一．
我们目前的研究目标是利用EIT技术研制一种能实现对人脑出血、脑水肿等疾病进行长时间图像监护的仪器．由于有颅骨这样高电阻率组织的存在［2］，脑部EIT测量时，目标区域电阻率相对较高，同时又由于颅骨的影响，由颅内组织电阻率变化所导致的体表电信号的变化量也相对较弱，因而对相应的数据采集系统提出了更高的要求［3］．本研究以提高数据采集系统中恒流源的输出稳定度为目标，分析影响系统工作时输出电流稳定性的主要因素，并以屏蔽驱动和输出补偿的方式弱化这些因素的影响，达到提高输出稳定度的目的.
1原理
目前的EIT数据采集系统多采用电流激励、电压测量的工作模式．测量时，以等间距贴于目标外周的16或32个电极中的1对（或多对）进行激励，注入一定频率的弱激励电流，同时测量其余电极对上的电压差［4］．理想情况下，恒流源的输出阻抗无穷大，此时不论负载阻抗如何变化，流经负载的电流始终是恒定值，因而通过电压与电流间的比值可精确求解出测量电极间的传输阻抗．但如图1所示，对于实际的EIT系统，虽然恒流源自身的输出阻抗可以达到数MΩ以上的水平，但由于激励电流要通过多路开关和长达1 m以上的电极导线才能进入目标区域，多路开关的导通电阻、公共端等效电容、等效输入电容以及电极导线的杂散电容等因素会对激励电流形成一定的影响．为分析这些因素的影响，我们设恒流源输出阻抗为Zs，多路开关公共端等效电容为C1、任意一对相邻的输入端等效并联电容为C2、各通道的导通电阻为R，同时，假设负载阻抗为ZLoad，导线间电容为Cline．在忽略导线电阻的情况下，可以得到恒流源工作时的等效电路(图2). 此时，令C=C2//Cline=C2+Cline，可得实际流过负载的电流Iload：式中，ω为激励电流的角频率．
可以看出，Iload不仅会随负载阻抗而变化，同时还会随激励信号频率的改变而改变．由于我们的系统要求在1~200 kHz的频率范围内提供相对可靠的阻抗信息，同时，前期的实验结果表明，脑EIT成像时，采用准对向驱动模式［1］情况下，相对恒流源而言，负载阻抗一般在0.5~1.5 kΩ之间．因而，我们根据现有电子元件的相关参数，取R=300 Ω，C1=30 pF，C2=2pF，Cline=100pF，Zs=4 MΩ，并将恒流源输出电流设为1 mA，以仿真的方式获得了如图3所示的ZLoad分别为0.5 kΩ，1 kΩ和1.5 kΩ时，负载电流随频率变化的曲线．可见，随着频率的上升，流经负载的电流急剧下降，特别是当负载为1.5 kΩ，频率为200 kHz时，负载电流下降幅度可达7%以上，严重影响了EIT系统的测量精度．因而采取适当的措施降低这种影响是非常必要的.
2方法和结果
通过公式(1)可以看出，由于恒流源输出阻抗Zs远大于多路开关的导通电阻R和负载阻抗ZLoad，导致负载电流随频率和负载变化的主要原因是分布电容．其中，导线分布电容Cline由导线的长度和布局决定，往往会随着环境的改变而变化．为减小Cline对激励电流的分流作用，我们对电极导线进行了屏蔽驱动，具体方法是以同轴电缆的芯线连接电极与恒流源，同时还与一个增益为1的电压缓冲放大器的输入级相联，缓冲放大器的输出级与同轴电缆的屏蔽层相连．工作时，由于芯线与屏蔽层电压相等，激励电流不会分流，从而将Cline的影响减到可以忽略不记的程度.
多路开关的公共端和输入端的等效电容C2和C1由现有器件水平决定，无法降低．但根据公式(1)，负载电流总是随频率的升高而降低，如果我们能使恒流源输出电流Is随频率的升高而升高，则会产生补偿作用，从而在一定范围内提高负载上的电流．根据这一原理，我们实现了如图4所示的恒流源．图中A1为美国Analog Devices公司的AD844型电流反馈型运算放大器．当其同相输入端（In+）有一电压Vs时，放大器内部电路会在负相输入端（In-）建立一个与之相等的电压，同时通过内部电流镜的作用在输出端建立一个与负相输入端大小相等的电流．因而可得恒流源输出电流Is：因而，我们取负载阻抗为1 kΩ，同时取Ri=4 kΩ代入上式，可得Ccomp=12.5 pF．此时，通过仿真可得如图5所示的负载阻抗分别为500 Ω，1 kΩ和1.5 kΩ时负载电流随频率的变化曲线．从中可见：由于Ccomp的引入，当负载取为1 kΩ时，负载电流基本不随频率而改变．而当负载取为1.5 kΩ时，负载电流的最大相对偏差也不到0.4%，相对未加补偿时7%的最大偏差而言，降低了10倍以上．
根据以上结果，在实际电路的实现上，我们通过匹配，将补偿电容设置为13 pF，同时引入微调电位器，使Ri可在3.9~4.1 kΩ调整．最终测量得的激励源在负载为1 kΩ时工作频带内负载电流的最大相对偏差不大于0.2%，负载为1.5 kΩ时负载电流的最大相对偏差也在1%以内，提高了负载电流的稳定度.
3讨论
EIT技术由于具有成本低、使用方便和对人体无创等优点受到了国内外众多的学者的青睐．在EIT研究中，如何进一步提高测量系统的精度的问题是困扰研究人员的难点之一.
我们根据国外在脑EIT成像方面的研究基础［5-6］和课题组在前期研究的工作基础，在国内外率先提出将EIT技术应用于人颅脑出血、水肿等病的动态床旁图像监护，并通过近期的研究基础也证实了这种方法的可行性［7］．但由于头部高电阻率颅骨的存在，由颅内阻抗变化所导致的体表电信号被大大减弱，从而要求测量系统具有相对更高的测量精度．而根据目前现有的器件水平，影响系统性能的主要因素之一是多路开关对恒流源的影响．这种影响的主要表现是由于多路开关和电极导线等的分布电容的存在使得最终流入成像目标区域的负载电流不稳定，并随负载阻抗以及频率的变化而变化，从而会引入较大的非线性测量误差．为减小这种误差，本研究一方面从减小电极导线分布电容的影响的角度出发，对电极导线进行了屏蔽驱动；另一方面从减小多路开关等效分布电容的影响的角度着手，采取对恒流源进行补偿的方法使实际流过负载的电流保持相对稳定．通过仿真结果可以看出：采用这些措施后，负载电流的稳定性提高了10倍以上．在实际应用中虽然受器件等诸多因素的影响，负载电流的稳定度无法达到仿真的水平，但测量结果也表明电路的输出电流稳定度也有了明显的提高，从而提高了EIT测量结果的准确性．
【参考文献】
［1］ 史学涛，董秀珍，帅万钧，等. 适用于脑部电阻抗断层成像的单源驱动电流模式［J］. 第四军医大学学报， 2006， 27(3): 279-282.
［2］ Goncalves S， de Munck JC， Verbunt JPA， et al. In vivo measurement of the brain and skull resistivities using an EITbased method and the combined analysis of SEF/SEP data［J］. IEEE Trans Biomed Eng， 2003， 50(9):1124-1128.
［3］ MurrietaLee JC， Pomfrett CJD， Beatty PCW， et al. EIT voltage changes on the human scalp due to brain stimulus［J］. Proceedings of the 15th International Conference on Electronics［C］. Communications and Computers (CONIELECOMP 2005).
［4］ 史学涛，尤富生，付峰，等. 同时工作于四种频率的多频电阻抗断层成像系统 ［J］．航天医学与医学工程，2006， 19(1): 47-50.
［5］ Yerworth RJ， Bayford RH， Cusick G， et al. Design and performance of the UCLH Mark 1b 64 channel electrical impedance tomography (EIT) system optimized for imaging brain function［J］. Physiol Meas， 2002， 23(2): 149-158.
电源稳定性设计范文2
关键词：负载点设计；环路稳定性：LM20k
DOI：10.3969／j.issn.1005-5517.2009.07.005
引言
即使拥有简单易用的器件配合，但有时候仍然很难单凭计算去预计控制环路的稳定性。然而，有一个简单的方法可以在无需使用昂贵的网络分析仪下，计算出任何开关电源的OdB交叉频率及相位裕度。下面，我们将解释设立测试电略的方法，以及除了负载瞬态测试外，还有什么方法可更深入了解某设计的控制环路稳定性。
负载点稳压器的特性
一般的负载点电压调节都会把诸如是SV的低输入电压降低至2.5V、1.SV、1.1V或甚至更低的输出电压，而不少要求低输入电压的应用均倾向使用大电流。FPGAe及ASIC这两种电路是设有负载点稳压器的典型电源负载的例子，它们均具有特殊的电源管理要求，尤其是高性能的FPGA，一般均要求多个电源轨，例如芯核和输入／输出需要两个电源轨是很常见的情况。可是，有些FPGA需要的电源轨数量更多，其真正的电流要求则视FPGA的实际用途而定。对于某些FPGA来说，其他需要注意的地方包括供电电压的单调启动及各电源轨的上电定序。
基于以上的要求，单靠一个电源管理电路实不足担当FPGA或类似负载的负载点电源。美国国家半导体的LM20000负载点稳压器系列具备各种规格，能够在设计过程中互相替换。假如FPGA的最终代码在开发期间被修改或被要求需要更大的电流时，可以改用LM20000系列中具备更大电流额定的成员，而此期间无需再花时间重新设计，因为系列中所有成员的特性均相互近似。假如一个系统采用多个不同的开关频率，便很容易产生诸如差拍现象等频率问题，而通过将多个负载点稳压器同步化便可解决这一问题。这些稳压器将会起动进入一个具备单调斜波特性的预偏置负载，以防止出现某些FPGA式ASIC的锁存或类似行为。配合软启动及追踪功能，便能够根据个别FPGAASIC的类型来紧密控制起动。图1所示为一个典型的大电流负载点电源的例子。由于电源管理电路内同时包含了高边及低边功率晶体管，因此只需选用少量的外置元件及进行简单的优化程序便可。
远比电路本身更加复杂的解决方案
对于一些不擅长电源管理的设计人员来说，他们确实需要一些支持去优化电源的设计。例如，仿真工具可协助展现电源系统的实际特性，但由于仿真工具一般都不能够直接地提供元件间的折衷建议。由此，比仿真能力更重要的设计支持是要协助设计人员找出最合适的外置元件。LM20000稳压器系列可提供一个Excel格式的设计指导，可帮助设计人员迅速地挑选出最合适的外置元件并可计算出其可预测的稳定性。图2表示出由美国国家半导体设计网站所提供的免费精简设计电子表单。
利用示波器及信号产生器检查稳定性
通过利用数学电子表单的方法可轻易地找出开关电源的稳定性，尤其当设计人员拥有上述提及的工具时更是如此。可是，设计人员如何确定实际的硬件也拥有足够的稳定性裕度?电子表格反映的只是用户输入变量的结果，但假如探讨的是输出电容器的等效串联电阻(ESR)，那么便很难从生产商获得正确的数值，尤其当设计中有多个不同或相同ESR的电容器并联在一起。如此，究竟作用在控制环路的总输出电容器ESR是多少?
毫无疑问，检查电源设计稳定性的最佳方法是在实际环境中进行测量。测量的方法是采用一个普通的信号产生器和示波器去测量调节环路转换函数的OdB交叉频率及OdB交叉频率的相位裕度。图3所示为测量的设置。
设置测量的第一步是加入一个小信号注入点，对此可通过把一个20欧姆的电阻器放置在输出电压与高边反馈电阻器高边连接端之间的反馈路径内来完成。下一个步骤便是设置信号产生器，而在设置时必须在输出端加入一个变压器，以避免测试期间有任何的直流电从电路流到信号产生器。在这里的变压器T1并不需要很精密，一个简单的离线式200V至12V变压器便足以应付，而其他简单的变压器也可应对有如。
将信号产生器的频率设置在电源电路的开关频率以下，而波形应被设置成正弦波，其波幅位置则应被设置于变压器T1后面(即位于A及B点)，正弦波的波幅应大约介乎30mV到100mV。接着，将示波品的一个频道连接到A点，而另一个则连接到B点，并将示波器设置成带宽限制模式以防止开关噪声影响敏感的测量结果。最后，将示波器的单位设定到最小幅度，例如是每单位10mV或20mV。
完成上述设置后便可启动LM20145或其他电源管理电路的电源并观察示波器的屏幕。这时可看到一个正弦波出现在其中一个频道上、而另外一个则可能是一条直线。接着，把信号产生器的频率从几赫兹扫频至电源开关频率的一半，视所采用的变压器T1，正弦波的波幅会稍微地出现变化，这是由于变压器的增益会随频率而改变。因此，当进行扫频时，有必要调节信号产生器的波幅以把注入信号的波幅维持在30mV至100mV的范围内。
此外，当扫频信号产生器的频率时，应该可发现在某一个频率下，示波器上的频道A和频道B会同时出现一个波幅一样的正弦波，而在这个频率下，电源控制环路的增益便等于1dB或OdB。这一个点就得出了电源系统的带宽。在这个频率下，可以看见频道A和频道B之间发生了一个位移。利用示波器作绘图，并将一个时间标记放到其中一条频道的正弦波波峰上，同样也把另一个时间标记放在另一个正弦波的波峰上。如此一来，测量出来的相位差角度便是电源转换器转换函数的相位裕度。
电源稳定性设计范文3
【关键词】SEPIC；环路补偿；环路控制；直流-直流变换器
0 引言
随着能源短缺、环境污染等问题日益严重，电动汽车作为一种安全、经济、清洁的绿色交通工具，在能源、环境方面有其独特的优越性和竞争力，因而具有广阔的发展前景。
电动汽车驱动系统作为唯一的动力装置，由电机和控制器组成。控制器主要由功率模块和控制模块构成。不管是功率模块还是控制模块，其有源器件的电源一般来自直流电源或电池，这就需要广泛使用DC-DC 转换器。在DC-DC转换器中，Buck-Boost，Cuk，SEPIC转换器都能满足升降压的要求。但是经过Buck-Boost和Cuk转换器变换后的输出电压与输入电压的极性是相反的。这个问题一方面虽然能通过在电路中加一个隔离变压器来修正，但是不可避免地会增加转换器的体积和成本；另一方面，由于SEPIC既能够工作在升压和降压模式，又不会有极性相反的问题。对于这样的应用，SEPIC转换器无疑是一种理想的选择。
SEPIC电源转换电路作为一种开关模式的功率转换器，控制方法采用脉宽调制技术（PWM），通过闭环负反馈来改善开环系统的响应，达到期望的电源调整率、负载调整率及动态响应等要求。由于环路设计受到输入电源、输出负载和温度等因素的影响，工作过程中可能产生自激振荡或者寄生振荡，影响整个电源的工作，因此其设计对于SEPIC电源的稳定性起着决定性的作用。在反馈环路控制的设计中， 由于涉及到多种电路原理， 需要大量复杂的数学推导。为简化设计， 可采用波特图的方法完成补偿参数设计。
本文以分块电路介绍环路参数的设计方法，利用波特图，为设计者选择元件参数提供依据， 通过实验调试进行适当调整， 可达到最佳的控制效果。
1 电源环路控制理论
图1为一个典型的SEPIC转换器负反馈闭环调节系统。虽然脉宽调制电路包含误差放大、PWM形成电路外还具备许多辅助功能， 但对于闭环稳定性问题， 仅需考虑误差放大器和PWM电路。对于输出电压Vo缓慢或直流变化，图1的负反馈电路是稳定的。但在环路内， 对于动态变化的情况下，存在低电平噪声电压和含有丰富连续频谱的瞬态电压。这些分量通过输出LC滤波器、误差放大器和Vea到Vy的PWM调节器会引起增益改变和相移。噪声干扰谐波分量中的任意一个分量，其增益和相移发生变化时都可能导致正反馈，并因此引起振荡。因此，SEPIC电源转换电路的环路补偿是非常必要的。
SEPIC转换器是一种四阶的高度非线性系统，具有复杂的频率特性，工作过程中极易产生自激振荡或者寄生振荡。本文根据经典控制理论中的频率稳定判据，利用波特图，判定SEPIC控制系统的稳定性并确定补偿电路的参数。
2 SEPIC电路频率特性
控制环路有两部分组成，第一部分是电源级，由脉冲宽度调制器、输出滤波器、电流感测电路和负载组成。第二部分是误差放大器，这是将运放配置成一个反相放大器组态来实现的。控制环路补偿的一种通用方法是为电源级和误差放大器创建增益和相位的波特图。
SEPIC转换器不含反馈回路时是一种系统，峰值电流模式SEPIC转换器由直流增益、一个负载极点、ESR零点、一个右半平面零点和峰值电感电流的采样产生的一个双重极点组成。电流感测电路被当作一个直流增益，并包含在APS的表达式中。
负载极点会造成低频处增益以-20dB/十倍频程产生滑降。右半平面零点和采样双重极点的结合可维持斜率超出开关频率之外。相位在低频处趋向于-90°，但接着会增加至-180°，并会超出RHP零点和采样双重极点。可以不观察ESR零点的影响，因为其频率一般位于开关频率之上的几个十倍频程处。
采用误差放大器实现补偿，并提供高直流增益（为输出精度）和高相位裕度（为控制环路稳定性）。将误差放大器作为带输入阻抗ZI和反馈阻抗ZF的反相运算放大器，能够推导出补偿模块的传递函数GEA。
4 结论
本文分析了SEPIC电源系统的频率特性，通过串联反馈校正，实现了整个系统的稳定收敛，最后通过测试实验验证了该方法的正确性。
【参考文献】
[1]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北京：电子工业出版社，2004：16-56.
[2][美]Abraham I. Pressm an，王志强，等，译.开关电源设计[M].北京：电子工业出版社，2005.
[3]Vuthchhay Eng，Unnat Pinsopon， Chanin Bunlaksananusorn. Modeling of a SEPIC Converter Operating in Continuous Conduction Mode [J]. IEEE， 2009.
电源稳定性设计范文4
最近，Antec了Signature系列电源，分为650W和850W两款产品，除全部采用日系高品质元组件外，该电源还是目前第一个采用DC-to-DC电压调节模组的产品，再配以双层PCB架构，无论从散热，还是输出的稳定性来看，它都是目前表现最为突出的一款产品。
仅从外观来看，Signature SG-850就展现了一种王者之气，磨砂质感的外壳嵌以铜质Antec Logo，给人非常高档的感觉。据称该电源由台达代工制造。从电源铭牌来看，它的最大功率为850W，4路+12V联合输出可以达到65A，联合输出功率最高可达768W。其中，+12VlIV2分别为22A，V3/V4则可以达到25A+6V和+3.3V联合输出则可以达到160W。规格上，该电源符合ATXl2V2.3版和EPS 2.91规范，通过了包括RoHS和80PIus在内的环保认证，支持100～240V的宽幅电压输入，并提供了过功率，短路，过载，过流，欠载等保护功能。另外，Signature SG-850也绝对算是一款节能环保电源，通过了包括RoHS和80Plus铜牌认证在内的所有环保规范。其50％典型负载时转换效率可以达到86.68％，20％轻载和满载时，转换效率也可以达到82％以上。不过和目前市面上众多的1000W、1200W电源相比，这些指标也不那么让人“感冒”。事实上，这款电源真正强悍的地方还在于它采用了众多了新设计，使得它在输出稳定性方面有着自己独特造诣。
首先，它采用了双层PCB设计，简单地说就是可以降低元器件的密度，使得内部散热环境大大改善，整个电源内部看上去更为清爽。因此尽管该电源功率高达850W，但整个电源仅使用了少量的散热片和一个8cm的PWM风扇就解决了内部的散热问题。这个8cm PWM风扇最低转速只有800rpm，工作时甚至比大多数12cm或14cm风扇都要安静。从拆解来看，该电源的交流和直流被分为了两部分，分别做在上下两块PCB板上，元器件密度因此大幅降低，同时也减小了电磁串扰对输出的影响。
不过，相对于其它电源，SignaTureSG-850最大的改进还在于低压电路部分首次采用了DC-to-DC电压调节模块设计，是业内首款采用OC-to-DC的电源产品。和传统电源低压部分的磁性放大电路(由电感和相关电容电阻组成)相比，使用DC-to-DC电路最大的好处在于工作，效率更高，瞬态响应更快。其瞬态响应时间由普通电源的1毫秒缩短为0.01毫秒，输出电压更加稳定。一个更稳定的3.3V输出意味着芯片组和内存在超频时电压将一如既往地保持稳定，使得超频成功的几率大增。而且采用这种分离式输出设计之后，各输出线路之前的干扰也得以大幅降低，输出品质得到了更好的保障。相关测试表明，从轻载到满载时，Signature 850W的12V输出压降也仅下降了70mV(普通电源在100mV以上)：纹波更加强悍，只有13mV，远低于其它电源，可能只有一些高端服务器电源才能达到这个水准，说它是目前输出品质最好的电源之一一点也不过分。
尽管Antec Signature SG-850在输出功率和指标上没有任何亮眼之处，但在稳定性方面表现异常优秀，正是这个特点，使得它得到了大多数超频玩家的亲睐。当然，试用中我们也发现了该电源的一些不足，比如说在面对三路GTX280 SLI系统时，它的功率略显不足，不过这个问题在后续大功率电源推出之后就以迎刃而解。总的来说，Signature SG-850是目前市面上输出品质最好的大功率电源之一，如果你是一个追求稳定的玩家或者是高端超频发烧友，那这款电源就比较适合你。
电源稳定性设计范文5
【关键词】开关型；直流稳压电源；探究；电路设计
【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2016）04-0163-02
在电力电子技术的不断发展与技术革新下，开关型直流稳压电源以其自身的工作表现与其可靠性成为我国电力系统中广泛使用的一种设备。在实际应用中，开关型直流稳压电源自重轻，工作内故障低，工作效率高，且其性价比占优势，并具有功耗晓得良好表现。相比于其他开关型电源，开关型稳压电源应用范围广，竞争力强，特别是对于粒子加速器等电源应用范围来说，开关型稳压电源具有着良好的专业性与稳定性。通过对于开关型稳压电源的技术标准研读与相关的影响因素分析，目前此类技术研究区域人员都是采用移相控制桥来对DC/DC变换小信号模式进行开关型稳压电源的电路设计。
1.对于动态小信号模型的相关阐述
对于动态小信号模型来说，不同的模型选取进而得到的设计结果都会存在差异。所以，在模型的选取上，应根据其实际情况进行分析与配置。对于开关电源来说，其本质是作为一个非线性的控制对象在进行工作，如果要对其进行成功的设计与分析，那么在进行指导建模时，应以近似建立在其稳态时的小信号扰动模型为依据。这一思路一方面取决于小信号扰动模式稳态时具有与设计目标相近的工作表现；另一方面也是由于这样的模型对于大范围扰动时的拟态不够精准，会造成相应结论的误差或偏差。基于此，以小信号扰动模型来进行开关型稳压电源的电路设计是保证其最终设计结果满足设计要求的必要条件。
2.开关型稳压电源的相关性能指标
2.1性能指标之稳定性
通过相关数据与实践结果研究表明，在不同的开关型稳压电源系统设计下，会产生不同程度的鲁棒性。而在暂态特性方面，其表现也会相应提高。但对于直流新稳压电源来说，其系统下对于增益余量的要求是大于或等于40dB，对于相位余量的要求则是大于或等于30dB。
2.2性能指标之瞬间响应指标
当开关电源处于非稳定状态下，由于其所受的干扰，输出量会出现相应的抖动现象。且其抖动量会随着其干扰而变化，当干扰停止时，则其最终也会回到稳定值，基于此，在对开关型稳压电源进行这方面的性能指标确定时，是以过冲幅度与动态恢复时间的长短来衡量其系统的动态特性的。在此定义下，瞬态响应指标内容主要是表现为，如果穿越频率越高，则其系统恢复到动态平衡点的时间就越短，另一方面，系统在干扰情况下所表现的过冲幅度与其相位余量呈相关性。
2.3性能指标之电源精度
在电源精度方面，其控制要求严格，一般其最终的电源精度误差需要控制在设计目标的1‰以下，且其纹波不得在1‰以上。考虑到纹波自身的分类有高频与低频两种，而这两种纹波是基于开头频率表现的。如高频纹波就是受到开头频率的影响，必须通过滤波器进行控制。而低频纹波则是受到电网波动的影响，必须通过系统的负反馈来进行控制。
3.关于开关型稳压电源的电路设计
3.1关于系统下的补偿网络与相关相关设计应用
目前来说，对于开关型直流稳压电源系统来说，其补偿网络是通过PI或者PID的算法来设计与制作的。也就是说，PI调节器的主要作用是对抗高频纹波影响，也就是提高系统对于高频干扰能力的抵抗性，但对于PI调节器来说，动态性差的缺点是无法忽视的。目前来说，实际应用中通过引入微分算法后可以有效提高系统的响应速度。但其缺点也显而易见：一方面是由于零点的大量引入直接造成系统对于高频信号的敏感度大幅度提高，放大器在此情况下，很容易产生堵塞现象；另一方面则是当开关纹波的放大倍数得到增大时，放大器也会随之进入非线性区，这结果只会造成整个系统的不稳定。目前来说，对于这些缺陷是以超前滞后的方法来进行补偿的。
3.2关于开关型稳压电源的电路设计原理
3.2.1理想性技术指标如下：（1）输入交流：电压220V（50—60Hz）；（2）输出直流：电压5V，输出电流3A；输入交流电压在180—250V区间变化时，输出电压相对变化量应小于2%；（4）输出电阻R0<0.1欧；（5）输出最大纹波电压<10mv。3.2.2关于开关型稳压电源的基本工作原理。当线性自流稳压电源处于低频率工作状态下时，那么调整管的工作由于其体积大，则其效率相应低，但当其调整管工作处于开关状态下时，那么其的工作表现就为体积小，效率高。
3.3开关型稳压电源的电路设计探究
从以上论述可以看出，开关型直流稳压电源系统其低功耗的特点是由于晶体管位于开关工作状态下时，对于功率调整管的功耗要求低。特别是对于理想状态下的晶体管来说，当其处于一种截止状态时，晶体管所经过的电流为0，相应的功耗也就为0；另一方面，由于开关型稳压电源系统的穿越频率较高，所以对于电路的动态响应速度得以提高，而且整个系统的响应速度不受低通滤波器的影响；另外，相对于直流470V的电压来说，并环穿越频率远未达到这一频率，输出只为48V，特别是其电压稳定性方式，经过测试，其低频纹波稳定率都在0.996以上，完全满足了设计要求。
4.结语
综上所述，在进行开关型稳压电源的电路设计时，小信号的模型选择是关键点。为了进一步提高开关型稳压电源系统的稳定性，超前滞后网络补偿原理有效地弥补了精度电源的纹波限制高的问题。通过实践也表明，开关型稳压电源的适用性非常强，必将为人们生活提供更好的服务。
参考文献：
[1]汤世俊.浅谈高性能开关型直流稳压电源[J].学术探讨，2011，（10）.
[2]樊思丝.高性能开关型直流稳压电源的设计探究[J].企业技术开发，2011，（03）.
电源稳定性设计范文6
一、整流模块
整流模块的维护措施包括三个方面。一，提高模块的输出能力。整流模块的标定电流值与其实际输出能力之间存在一定的差异，因此确定整流模块的输出能力要综合考虑其运行环境、元件的使用时间等。控制整流模块的满负荷运行状态，增加模块备份，对模块内部积热进行处理，确保其输出能力。二，对通信机进行定时清洁，包括除尘和防潮。模块表面灰尘过多会影响其正常散热，容易导致温度升高，影响系统的运行稳定。防潮可通过建立密闭空间来实现，对地势较低的基站，还要考虑雨水对其干燥度的影响，对地势低的基站进行垫高处理，防止雨水带来设备短路。三，合理设置接地电阻值，并认真检查接地系统。在过压保护的基础上进一步确保系统电流输出稳定。防止高压带来的整流模块损坏。
二、交流配电单元
交流电源是基站电源系统的主流电源，使用交流电源能够确保稳定的电源输出，但需要对其配电电源进行合理的监控与设置，主要是针对安全预警值范围的设置。交流配电单元的系统维护主要是确保其电流运行稳定，合理设置电压输出，并在必要的位置设置安全预警。根据当地用电需求，正确设置预警范围，减少由于电压波动而造成交直流的频繁切换，影响设备的安全性。交流配电单元的稳定运行与预警值的设置有密切的关系，对于偏远地区等电流不稳定现象，要对系统默认的预警值进行调整，安装稳压装置，确保配电单元的运行稳定。
三、蓄电池保护
蓄电池的安装、输出电压范围以及负载能力均需要维护。维护措施如下：其一，要合理安装蓄电池，安装力度适中，搬运要小心，防止蓄电池受到挤压而造成破损。蓄电池的安装位置应选择干燥、通风且远离阳光直射点的地方，空气湿度、温度都会影响蓄电池的稳定性和使用寿命。温度越低，容量越小，反之则内阻就越大，从而影响蓄电池的存放。其二，保持蓄电池良好的使用环境，使用合理的浮充电压。移动基站电源系统的输出精度低，会对输入电压造成较大影响，使其出现较大范围的波动，缩短使用寿命。当长时间使用低电压或高电压运行时，蓄电池内部会发生硫化或极板老化，甚至导致脱落，要解决这一问题要求基站工作人员严格按照蓄电池的规定浮充和均冲电压进行设置，不能以开关电源厂家所提供的出厂设计值来进行充电。其三，是通信电源的带负载能力保护。要求维护人员对出现负载变化的整流模块电压进行调整，检查蓄电池的浮充电压，确保其在正常的使用范围之内，在这一过程中还要保证整流模块输出电流一直，以避免模块处理不均一个像正常运行。
四、集中监控装置
从某种意义上讲，集中控制是当下基站电源系统管理的主要手段，也是未来发展的一种趋势。因此，通信电源的制造厂商也开始将设计中心转向电源监控装置。电源种类增多，监控模块和电源监控设备也存在差异，给基站人员的维护工作带来了麻烦。针对这一问题，要对集中监控进行合理的设置，要求运营商对其产品端口进行进一步完善与修改，亦可采取错开通信基站的具体检修实现来统一电源监控设备的目的。但在实际生产过程中，不同生产厂家的监控模块在性能上、设置上存在一定的差别，要求基站选择市场上较为成熟的监控技术，并且对于同一基站，要尽量统一使用统一厂家的监控设备，并对其进行使用前的调试。并且要充分掌握不同电源厂家通信电源的传输规约，由此设置一些再硬件活软件设备，以实现统计性能，统一监管，确保基站电源的稳定运行。
