簡介
鈴流源為25±3Hz正弦波，諧波失真不大於10%，輸出電壓有效值為75±15V。振鈴採用1s送、4s斷，斷續時間偏差分別不得超過±10%。
鈴流源又稱鈴流信號發生器，它是一種特殊形式的電源。在通信交換設備中，鈴流源為用戶話機提供振鈴信號和工作電源。原郵電部標準化所制定的鈴流源技術標準為:波形為正弦波，頻率為25Hz±3Hz，輸出電壓為75V±15V，失真度<1%。在早期的通信設備中，採用的是集中式鈴流源，由單獨的鈴流源機架提供整個系統的鈴流信號，其輸出功率是很大的。而近期的通信設備多採用分散式鈴流源，將它與程控交換機的二次電源組合在一起，採用模組化結構，輸出功率從數瓦到數十瓦不等。由於鈴流源的電路型式為DC/AC變換器，除輸出的電壓幅度與頻率有所不同外，鈴流源電路與常用的逆變器電路在原理與製作上並無多大差別。
鈴流源的實際電路多種多樣。80年代，當鈴流源由方波改為正弦波時，人們曾採用濾波法，將羅耶振盪器產生的方波信號，經LC無源濾波器濾去高次諧波，從而得到25Hz的正弦基波。也有的鈴流源採用裂相法，通過裂相電容器和變壓器的作用，將頻率為50Hz的交流市電變為25Hz的鈴流電壓。上述兩種方法都離不開低頻變壓器和濾波器，其缺點是效率低，體大笨重，噪聲也大，不符合現代通信設備的要求。
脈寬調製型正弦波鈴流源的原理
原理框圖
在圖1所示的原理框圖中:
《60伏直流電源》—由蓄電池組構成的直流電源,其輸出電壓為60伏。
《逆變橋電路》—由4隻大功率場效應管構成的橋形逆變主電路,其輸入為60伏直流電壓,輸出電壓波形為不同寬度的矩形正負脈衝序列。
圖1 鈴流原理框圖《濾波電路》——由電感、電阻及電容構成的濾波網路,其輸出電壓為35~40伏正弦交流電壓。
《變壓器》——升壓變壓器,把濾波後的35一40伏的正弦交流電壓升到80一100伏。
《負載》——電話機的振鈴系統(包括傳輸線路)
《電壓檢測》——由整流、濾波及分壓電路組成,把輸出交流電壓取其部分,再變成0~5伏直流電壓,作為反饋信號的模擬量.
《A/D轉換》——由ADC0809晶片等構成的A/D轉換電路.
《控制器》——由280一CPU,280一Plo等晶片構成專用的單板機,對由4隻功率場效應管構成的逆變橋電路進行實時控制.
《驅動電路》——由電容、穩壓管穩壓、光電禍合及分壓電路組成,用以驅動逆變橋電路中的大功率場效應管.
《控制器及A/D電源》——由逆變、降壓、整流、穩壓等電路組成,把60伏直流電壓變成5伏直流電壓作為專用單板機及A/D轉換電路的工作電源。
該鈴流源的工作過程簡述如下:組成逆變橋的4隻大功率場效應管在控制器的控制下,按一定規律輪流通斷,這樣逆變橋型電路就把輸入的60伏恆定直流電壓變換成輸出端是一系列寬度不等的等幅矩形正負脈衝序列,經過濾波後就變成25赫35~40伏的正弦波電壓,再由變壓器升壓就得到負載所需要的90±15伏正弦波電壓.為了保證當負載頻繁波動時,負載端電!〔及電壓波形仍在允許的範圍內,由《電壓檢測》、《A/D轉換》和《控制器》等環節構成
的閉環系統就能達到這個目的。
脈寬調製逆變電路的工作原理
該鈴流源的核心部分就是根據脈寬調製原理實現的逆變電路。通常這種逆變電路採用電壓逆變,即使輸入的直流電壓保持恆定,控制逆變電路中的開關元件的通斷時間比(即調節脈衝寬度)來控制交流輸出電壓的大小和頻率.下面說明該部分的工作原理。
圖2所示為由4隻功率場效應管G,.GZ,G3,G4作為開關元件構成的橋型逆變主電
圖2 逆變電路路。其輸入端接V;=60伏的直流電壓,逆變橋的交流輸出端的電壓為V。該鈴流源的交流輸出電壓的頻率恆為25赫,則其周期T=1/25二0.04秒,半個周期為0.02秒。控制器通過驅動電路對管G,,GZ,G3,G4進行實時控制.在前半個周期(0.02秒)中,G3,G`始終保持截止狀態,使管G,,GZ分時通斷:當管G,,GZ同時導通(即使v:s,澎v:,:為某一正值),若忽略G,和GZ的管壓降:則交流輸出端的電壓v。;澎,,=60伏;反之,如果使管G,和G:同時截止(即使,;:,=、::2=0),則、。工=。.若管G,和GZ同時按一定通斷時間比反覆通斷多次,在交流輸出端就可以得到寬度不等的等幅矩形正脈衝序列,即v。,為一矩形波正脈衝序列.在後半個周期中。應使管G工和GZ始終保持截止狀態:若使管G3和G;同時導通且忽略其管壓降,則,。:、一v,=一60伏(注意v。:的正方向),反之若使G。和G;同時截止,則v。:=0。若使管G。和G`按與前半個周期中的G,和G:的通斷時間比,並且反覆通斷的次數相同,這樣即可得到與前半個周期相似的負脈衝序列,整個周期中的波形如圖3所示.按這樣的規律繼續下去,就會得到一系列這樣的波形。
圖3所示為一個周期的波形,其中d表示矩形脈衝寬度,a表示兩相鄰脈衝的時間間隔,其幅值近似等於輸入直流電壓Vi。
如果圖示所有矩形波電壓下的面積接近於相對應的正弦波電壓(圖3中的虛線)下的面積.則逆變電路的輸出電壓,。,就很接近基波電壓,高次諧波分量將被大大削弱.經過適當濾波就會獲得較理想的正弦波.在整個逆變電路中,如果所有的開關元件都是高速開關器件:則開關次數選得越高,輸出波形亦愈接近正弦波.即輸出波形與每半個周期所產生的矩形脈衝個數N有關,脈衝個數N愈多,則輸出的正弦波失真度就愈小.輸出正弦波電壓的大小主要由電壓調製係數。決定:m愈大,輸出交流電壓亦愈高,反之則愈小。而m=V。
圖3 電流示意其中V。,m是輸出基波電壓幅值,v;為輸入直流電壓值二如果每半個周期的脈衝個數N,電壓調製係數m已被選定,那么每個脈衝的寬度d和相鄰
2個脈衝的時間間隔a均可計算出來,同時各次諧波的幅值亦可算出.
