如何優(yōu)化高度集成基站電源管理,試試這個(gè)解決方案?
發(fā)布時(shí)間:2020-07-22 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】基站電源的設(shè)計(jì)必須使規(guī)模,效率和性能之間權(quán)衡。新的電源解決方案,基于數(shù)字遙測(cè)是簡(jiǎn)單,靈活和可擴(kuò)展性。周圍的MAX15301的負(fù)載點(diǎn)(POL)控制器設(shè)計(jì)的基站系統(tǒng)將更加綜合和靈活的。
基站電源的設(shè)計(jì)必須使規(guī)模,效率和性能之間權(quán)衡。新的電源解決方案,基于數(shù)字遙測(cè)是簡(jiǎn)單,靈活和可擴(kuò)展性。周圍的MAX15301的負(fù)載點(diǎn)(POL)控制器設(shè)計(jì)的基站系統(tǒng)將更加綜合和靈活的。
基站電源工程師遇到許多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。無線運(yùn)營(yíng)商希望他們能夠降低能耗和減少大小。他們還提出,以盡量減少進(jìn)行測(cè)序,監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的復(fù)雜性,裕,以及眾多的其他任務(wù)。以優(yōu)化應(yīng)用的要求,他們必須做出幾個(gè),包括電源轉(zhuǎn)換效率與尺寸和性能的復(fù)雜性與成本的權(quán)衡,。本文將解釋如何一個(gè)新的,高度集成的電源解決方案提供的靈活性和優(yōu)化性能,簡(jiǎn)化這些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
提高效率
操作基站的能源成本是無線運(yùn)營(yíng)商,這使得需要更高效的電源解決方案,降低運(yùn)營(yíng)成本的重要具有重要意義。此外,在降低功耗低功耗,因此,運(yùn)營(yíng)商可以使用一個(gè)較小的散熱片,在無線電設(shè)備。一個(gè)較小的散熱片,反過來,可能會(huì)允許一個(gè)較小的單位實(shí)施。,因?yàn)檫@些電臺(tái)的單位往往是安裝在一極或建筑物一側(cè),降低了整體的足跡最小化所涉及的機(jī)械應(yīng)力。
一個(gè)基站的基帶單元提供快速的信號(hào)處理能力來處理大量的數(shù)據(jù)和語音網(wǎng)絡(luò)的交通?;鶐卧枰唠娏骱投鄠€(gè)電壓與電流可以超過60A的軌道,導(dǎo)致在多相電源解決方案,并經(jīng)常遙測(cè)的需要。
提高功率轉(zhuǎn)換效率的技術(shù),以減少熱傳導(dǎo),開關(guān)和反向恢復(fù)損耗。選擇低(電阻)的MOSFET,可減少傳導(dǎo)損耗。更高的柵極驅(qū)動(dòng)器還可以進(jìn)一步減少對(duì)電阻(RDSON的)。權(quán)衡使用更高的開關(guān)電壓開關(guān)損耗增加。盡管如此,有能力來設(shè)置柵極驅(qū)動(dòng)器可以是非??扇〉?。對(duì)于更高的電流,高柵極驅(qū)動(dòng)電壓降低傳導(dǎo)損耗;輕負(fù)荷運(yùn)行,可以降低柵極驅(qū)動(dòng)電壓。一個(gè)自動(dòng)選擇的過程優(yōu)化的傳導(dǎo)和開關(guān)損耗之間的權(quán)衡,基站設(shè)計(jì)一個(gè)更好的決策。
MAX15301數(shù)字的負(fù)載點(diǎn)(POL)控制器采用先進(jìn)的算法,實(shí)現(xiàn)了全方位的工作條件水平的效率和瞬態(tài)響應(yīng)。它包括一個(gè)先進(jìn)的,高效率的外部,自適應(yīng)柵極驅(qū)動(dòng)器的MOSFET。通過不斷地適應(yīng)負(fù)載,電壓和電流的變化,優(yōu)化效率。
簡(jiǎn)化電源的復(fù)雜性和提高系統(tǒng)的可靠性
如果您可以監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),然后你就可以更好地管理系統(tǒng)的性能。和更好的系統(tǒng)管理,提高了系統(tǒng)的可靠性。
如上所述,基帶單元必須有強(qiáng)大的信號(hào)處理能力來處理大量的數(shù)據(jù)和語音流量。多個(gè)高和低電流電壓必須測(cè)序正確在power-up/down。電流和溫度必須監(jiān)視整個(gè)基帶操作,以確保該系統(tǒng)是在公差范圍內(nèi)經(jīng)營(yíng),并提供警告或故障信號(hào)。,它是遙測(cè)和提前故障管理功能,使基站,以實(shí)現(xiàn)高可靠性。使用一個(gè)模擬的方法,需要多臺(tái)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)這些功能需要一個(gè)電源管理。然而,數(shù)字的方法降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性,需要一個(gè)單獨(dú)的電源管理。(參見圖1)。
基站電源管理的任務(wù),通常需要一個(gè)非常復(fù)雜的電源管理控制器為每個(gè)函數(shù)和多個(gè)分立元件。整體電路板空間和設(shè)計(jì)的復(fù)雜性相應(yīng)增長(zhǎng)?;驹O(shè)計(jì)工作在極端溫度,這樣的設(shè)計(jì)必須是在很寬的工作溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)大。與傳統(tǒng)的模擬電源解決方案,補(bǔ)償被設(shè)置在一個(gè)獨(dú)特的經(jīng)營(yíng)狀況,必須解決一個(gè)廣泛的經(jīng)營(yíng)范圍。同時(shí),在被動(dòng)元件,如電感器和電容器的變化,使電源更有挑戰(zhàn)性的補(bǔ)償。
有一種替代的方法,系統(tǒng)基于數(shù)字架構(gòu)方法。在數(shù)字架構(gòu),自動(dòng)補(bǔ)償能力,可實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化是有利的帶寬。更高的帶寬,提高了負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng),從而使改進(jìn)的公差或消除輸出電容器的能力,提高解決方案的尺寸。此外,被動(dòng)元件可隨溫度變化,但自動(dòng)補(bǔ)償功能,能適應(yīng)這些變化的條件。這提供的能力,以優(yōu)化在整個(gè)溫度范圍內(nèi)。
圖1。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬(左)和數(shù)字方式(右)。數(shù)字方法集成為每個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換電源管理。其結(jié)果是一個(gè)靈活和可擴(kuò)展性的系統(tǒng)。數(shù)字遙測(cè)系統(tǒng)組件能夠不斷監(jiān)測(cè),以確?;拘阅軆?yōu)化。
馬克西姆InTune?產(chǎn)品如MAX15301地址這些電源管理的挑戰(zhàn)。他們可以很容易地實(shí)現(xiàn)高性能DC-DC電源的設(shè)計(jì),需要更少的濾波電容和具有更高的效率。這一數(shù)字電源技術(shù)的基礎(chǔ)上“狀態(tài)空間”或“模型預(yù)測(cè)控制”,而不是比例-積分-微分(PID)控制,這是典型的大多數(shù)數(shù)字控制器。在MAX15301自動(dòng)補(bǔ)償程序是基于對(duì)被測(cè)參數(shù),使建筑內(nèi)部的電源供應(yīng)器,包括外部元件的數(shù)學(xué)模型。結(jié)果是一個(gè)開關(guān)電源,達(dá)到盡可能高的動(dòng)力性能,同時(shí)保證穩(wěn)定。這種技術(shù)還可以使一些專有算法,優(yōu)化效率較廣泛的操作條件。
減少電路板空間
在無線電設(shè)備的電路板空間減少是重要的,因?yàn)樘炀€可以安裝到建筑,塔,或極,它的重量成為一個(gè)問題。為基帶單元,更大,更強(qiáng)大的數(shù)字處理器需要更多的空間,因此,使其更具挑戰(zhàn)性的保持電路板尺寸。
集成MOSFET解決方案提供了一個(gè)用于POL電源的外形尺寸更小。這種做法是可以接受的功率水平較低,但它具有較高的電流的設(shè)計(jì)變得更加有挑戰(zhàn)性。集成MOSFET的設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化,為特定的作業(yè)條件下的效率?;诳刂破鞯慕鉀Q方案允許一些靈活性,為優(yōu)化,因?yàn)槟憧梢詾槊總€(gè)特定的條件下優(yōu)化的MOSFET的選擇。它也可以讓更多的熱量蔓延板熱管理。明顯的權(quán)衡,這里是需要更多的電路板空間。
同時(shí),在基帶單元的電流,可以為每軌60A高,需要多相電源解決方案。這些更高的電源軌,在這種情況下,增加輸出電容器滿足瞬態(tài)要求的被動(dòng)元件數(shù)量。MAX15301可以被配置為獨(dú)立或在多相解決方案。
MAX15301的數(shù)字控制器,但是,擁有一個(gè)專有的自動(dòng)調(diào)整功能,簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)?,F(xiàn)在,用戶并不需要工程師,以彌補(bǔ)電力供應(yīng),并可以放心的補(bǔ)償。遙測(cè)集成還減少了外部IC的需要,從而允許更密集的設(shè)計(jì)。
總結(jié)
基站電源的設(shè)計(jì)必須使規(guī)模,效率和性能之間的權(quán)衡。新的電源解決方案,基于數(shù)字遙測(cè)是簡(jiǎn)單,靈活和可擴(kuò)展性。圍繞MAX15301設(shè)計(jì)的基站系統(tǒng)將更加綜合和靈活。恒定組成部分的監(jiān)測(cè),可以優(yōu)化和整體性能更加可靠。,數(shù)字遙測(cè)使玩弄權(quán)衡挑戰(zhàn)更簡(jiǎn)單。
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