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更小的通讯设备系统降压式电源模块

发布时间:2021-01-18 责任编辑:wenwei

【导读】便携电话、平板电脑等联网设备(物联网)的广泛使用极大地提升了世界范围内的无线通信流量。相应的,这也对通讯基础设施——如基站、远端频射单元(RRUs)、小型基地台(蜂窝)等——提出了增容要求,以处理更多的信息流量。在下班路上,我们一路可以看见在各类公办楼、水塔、体育馆等建筑设施顶部、边上矗立着多少基座和天线,它们数量众多,无处不在。
 
鉴于基站的数量是如此巨大,缩小单个基站的面积便成了关键。基站内的电源供给设施相比以前变得更小,我们因此可以增加数据通道,提升基站的信息流量。但是,在同样面积的区域内增加数据通道也意味着更多的设备产热,因此基站内的温度也会相应上升,这同样是个问题。相比线性稳压器(LDO),降压式DC/DC变压器产热更少,可保证基站内温度不会过快上升;考虑到全局系统信号和功率密度都大幅增加,控制温度则显得尤为重要。
 
图一所示的是基站内降压式DC/DC电源模块的能效典型图。在输入电压和输出电压分别为12V、5V的同等条件下,一个线性稳压器最多能达到一个降压式DC/DC变压器42%的能效。
 
 
更小的通讯设备系统降压式电源模块
图1:5V输出电压下TPS82130的电源模块能效
 
一个电源模块内部有多个集成元件,无疑是缩小总尺寸最显而易见的选择。但是,找到一个可以在12V输入电压和1A输出电流条件下工作的电源模块却不容易。作为非模块类或单集成式电源供应产品,TPS62130最高可支持17V输入电压、3A输出电流。尽管配置了内部晶体管和控制循环补偿以缩小产品体积,TPS62130仍需要至少七个外元件以实现完整的功能,而这七个外部元件的尺寸约为100mm2。
 
TPS82130则是一款基于TPS62130的MicroSiP电源模块。内置的电感器是最大的电源供应元件,并将外元件的数量减少至五个。因此,整个产品的尺寸得以缩小一半,仅为42mm2左右。
 
图二所示的是TPS82130的完整印刷电路板布置图。这是电源模块的另一个优势,即与单元件TPS62130相比,其PCB布置图得以大大简化。
 
更小的通讯设备系统降压式电源模块
图2:TPS82130电源模块仅需五个外元件
 
为了支持各种适用条件,两款设备的特征集几乎一致:使能且电源良好的顺序针脚、软启动追踪针脚(控制输出电压上升时间)、高效率温升低、以及得益于DCS-控制拓扑稳定而多样的输出过滤器。两款设备均适用5V和12V的标准电轨或3V至7V之内的任意电压。特征集和输入电压范围,保证了产品灵活的适用性,完美适配各类电源系统结构,以及具体的应用要求。
 
电源模块如何缩小电源供应器体积?
 
 
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