铃流

有线通信学科术语

电话交换局向被叫用户发送的振铃信号，通知该用户有呼叫。

简介

铃流源为25±3Hz正弦波，谐波失真不大于10%，输出电压有效值为75±15V。振铃采用1s送、4s断，断续时间偏差分别不得超过±10%。

铃流源又称铃流信号发生器，它是一种特殊形式的电源。在通信交换设备中，铃流源为用户话机提供振铃信号和工作电源。原邮电部标准化所制定的铃流源技术标准为:波形为正弦波，频率为25Hz±3Hz，输出电压为75V±15V，失真度<1%。在早期的通信设备中，采用的是集中式铃流源，由单独的铃流源机架提供整个系统的铃流信号，其输出功率是很大的。而近期的通信设备多采用分布式铃流源，将它与程控交换机的二次电源组合在一起，采用模块化结构，输出功率从数瓦到数十瓦不等。由于铃流源的电路型式为DC/AC变换器，除输出的电压幅度与频率有所不同外，铃流源电路与常用的逆变器电路在原理与制作上并无多大差别。

铃流源的实际电路多种多样。80年代，当铃流源由方波改为正弦波时，人们曾采用滤波法，将罗耶振荡器产生的方波信号，经LC无源滤波器滤去高次谐波，从而得到25Hz的正弦基波。也有的铃流源采用裂相法，通过裂相电容器和变压器的作用，将频率为50Hz的交流市电变为25Hz的铃流电压。上述两种方法都离不开低频变压器和滤波器，其缺点是效率低，体大笨重，噪声也大，不符合现代通信设备的要求。

脉宽调制型正弦波铃流源的原理

原理框图

在图1所示的原理框图中:

《60伏直流电源》—由蓄电池组构成的直流电源,其输出电压为60伏。

《逆变桥电路》—由4只大功率场效应管构成的桥形逆变主电路,其输入为60伏直流电压,输出电压波形为不同宽度的矩形正负脉冲序列。

《滤波电路》——由电感、电阻及电容构成的滤波网络,其输出电压为35~40伏正弦交流电压。

《变压器》——升压变压器,把滤波后的35一40伏的正弦交流电压升到80一100伏。

《负载》——电话机的振铃系统(包括传输线路)

《电压检测》——由整流、滤波及分压电路组成,把输出交流电压取其部分,再变成0~5伏直流电压,作为反馈信号的模拟量.

《A/D转换》——由ADC0809芯片等构成的A/D转换电路.

《控制器》——由280一CPU,280一Plo等芯片构成专用的单板机,对由4只功率场效应管构成的逆变桥电路进行实时控制.

《驱动电路》——由电容、稳压管稳压、光电祸合及分压电路组成,用以驱动逆变桥电路中的大功率场效应管.

《控制器及A/D电源》——由逆变、降压、整流、稳压等电路组成,把60伏直流电压变成5伏直流电压作为专用单板机及A/D转换电路的工作电源。

该铃流源的工作过程简述如下:组成逆变桥的4只大功率场效应管在控制器的控制下,按一定规律轮流通断,这样逆变桥型电路就把输入的60伏恒定直流电压变换成输出端是一系列宽度不等的等幅矩形正负脉冲序列,经过滤波后就变成25赫35~40伏的正弦波电压,再由变压器升压就得到负载所需要的90±15伏正弦波电压.为了保证当负载频繁波动时,负载端电!〔及电压波形仍在允许的范围内,由《电压检测》、《A/D转换》和《控制器》等环节构成

的闭环系统就能达到这个目的。

脉宽调制逆变电路的工作原理

该铃流源的核心部分就是根据脉宽调制原理实现的逆变电路。通常这种逆变电路采用电压逆变,即使输入的直流电压保持恒定,控制逆变电路中的开关元件的通断时间比(即调节脉冲宽度)来控制交流输出电压的大小和频率.下面说明该部分的工作原理。

图2所示为由4只功率场效应管G,.GZ,G3,G4作为开关元件构成的桥型逆变主电

路。其输入端接V;=60伏的直流电压,逆变桥的交流输出端的电压为V。该铃流源的交流输出电压的频率恒为25赫,则其周期T=1/25二0.04秒,半个周期为0.02秒。控制器通过驱动电路对管G,,GZ,G3,G4进行实时控制.在前半个周期(0.02秒)中,G3,G`始终保持截止状态,使管G,,GZ分时通断:当管G,,GZ同时导通(即使v:s,澎v:,:为某一正值),若忽略G,和GZ的管压降:则交流输出端的电压v。;澎,,=60伏;反之,如果使管G,和G:同时截止(即使,;:,=、::2=0),则、。工=。.若管G,和GZ同时按一定通断时间比反复通断多次,在交流输出端就可以得到宽度不等的等幅矩形正脉冲序列,即v。,为一矩形波正脉冲序列.在后半个周期中。应使管G工和GZ始终保持截止状态:若使管G3和G;同时导通且忽略其管压降,则,。:、一v,=一60伏(注意v。:的正方向),反之若使G。和G;同时截止,则v。:=0。若使管G。和G`按与前半个周期中的G,和G:的通断时间比,并且反复通断的次数相同,这样即可得到与前半个周期相似的负脉冲序列,整个周期中的波形如图3所示.按这样的规律继续下去,就会得到一系列这样的波形。

图3所示为一个周期的波形,其中d表示矩形脉冲宽度,a表示两相邻脉冲的时间间隔,其幅值近似等于输入直流电压Vi。

如果图示所有矩形波电压下的面积接近于相对应的正弦波电压(图3中的虚线)下的面积.则逆变电路的输出电压,。,就很接近基波电压,高次谐波分量将被大大削弱.经过适当滤波就会获得较理想的正弦波.在整个逆变电路中,如果所有的开关元件都是高速开关器件:则开关次数选得越高,输出波形亦愈接近正弦波.即输出波形与每半个周期所产生的矩形脉冲个数N有关,脉冲个数N愈多,则输出的正弦波失真度就愈小.输出正弦波电压的大小主要由电压调制系数。决定:m愈大,输出交流电压亦愈高,反之则愈小。而m=V。

其中V。,m是输出基波电压幅值,v;为输入直流电压值二如果每半个周期的脉冲个数N,电压调制系数m已被选定,那么每个脉冲的宽度d和相邻

2个脉冲的时间间隔a均可计算出来,同时各次谐波的幅值亦可算出.

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