安森美半导体公司

近年来，跟着电信技巧的成长及数据营业的敏捷扩大年夜，数据通信设备和电信收集设备赓续走向融合，这就须要靠得住的电源体系来为这些应用供电。传统的电源架构是集中式电源架构，即单个电源大年夜交换输入线路向所有须要的输出供给功率转换，这种架构的成本最低，但靠得住性和灵活性差。而数据通信中的数字旌旗灯号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、中心处理器(CPU)等器件须要低电压供电大年夜而获得更大年夜电流，这就请求电源供给尽可能地接近负载，所以如本大年夜多半应用中采取的是分布式电源架构。响应的，分布式电源体系(DPS)对体系中不合设备、不合电路板、甚至是同一电路板上的不合电路采取不合的电源供电，大年夜而供给更高的靠得住性、灵活性及散热机能。

     对于分布式电源体系而言，常见的是-48 V分布式电源体系。平日情况下，交换-直流(AC-DC)转换器将交换输入电源转换为-48 V直流电源，同时给备用电池(蓄电池)供电。经由过程将-48 V电源的┞俘极接地(即正极电平为0 V)，就可以供给+48 V的输入电压，再经由过程直流-直流(DC-DC)隔离电源转换和非隔离电源转换为响应负载供给所需的电压电平。所谓隔离电源转换，即输入和输出之间采取高频变压器进行电气隔离；而非隔离电源转换的主电路中则没有高频变压器。

作为全球领先的高机能、高能效电源解决筹划供给商，安森美半导体针对电信和收集体系中的分布式电源竽暌功用供给一系列的DC-DC解决筹划(如图1所示)。本文将针对隔离和非隔离电源转换应用共选择3种应用作为示例，分析它们合适采取的电源拓扑构造及关键元件，特别是安森美半导体供给的DC-DC解决筹划若何可以或许知足这些请求，为客户供给高能效的参考设计，赞助他们加快产品上市过程。

1. 隔离电源转换：基于CS51021的隔离型5 A输出收集电源参考设计

为目标应悠揭捉择合适的电源拓扑构造和关键元件异常重要。一般而言，有几项关键推敲身分，如输入电压范围(及精度)、输出电压和电流、能效目标、隔离要乞降保护机能等。响应的，这收集电源参考设计响应的目标规范为：输入电压+48 V(精度±20%)，输出为5 V@5 A，供给限流、欠压和过压保护，目标能效高于85%，有隔离请求，且必须应用陶瓷电容。

大年夜上述目标规范来看，我们可以看出其输出功率请求相对较低，仅为25 W。而在15 W到100 W功率的通信应用中，平日应用低成本的单正派激或反激转换器。具体在本参考设计中，我们选择正激转换器，因为这种拓扑构造供给较高能效，可以采取小尺寸输出滤波器，供给低纹波输出，合适高密度板设计，且输出和输出之距朗攀离。响应地，可以采取安森美半导体的CS51021。

CS51021是安森美半导体推出的一款固定频率电流模式脉宽调制(PWM)控制器，供给构建交换-直流(AC-DC)和DC-DC初级端控制电路所需的全部特点。这器件可以或许设备为正激或反激拓扑构造，供给高达1 MHz的开关频率，可用于优化转换器尺寸及其能效；具有1 A的漏/源极门驱动才能，合适高能效操作；具有可编程斜坡补偿功能，进步了稳定性。其它特点包含可编程逐脉冲过流保护、带有前沿消隐的电流模式控制、具有可编迟疑滞的过压保护、双向同步等。

图2：基于CS51021构建的收集交换机电源参考设计的重要规范

针对基站和收集中的偏置电源竽暌功用，我们假定其目标规范为：输入电压+48 V、输出电压12 V、输出功率2 W，目标能效高于80%，有隔离请求。这些目标规范请求运器具有小尺寸和高功率密度，支撑元件数量尽可能地少，并且具有宽输入范围，覆盖+48 V电信应用。

图2显示的是基于安森美半导体CS51021控制器构建的收集交换机电源的重要规范及演示电路板图片。推敲到相干设备也可能会采取备用电池进行工作，这参考设计供给的输入电压范围比48 V±20%更宽，达到36 V至72 V。在能效方面，测试数据显示，5.0 A输出电流时的能效也高于85%，相符设计目标请求。

2．隔离电源转换：基于NCP1031的2 W偏置电源参考设计

针对这方面的应用请求，我们可以采取安森美半导体的PWM控制器及电源开关NCP1030。实际上，NCP1030及NCP1031是安森美半导体推出的一系列小型高压单片开关稳压器，具有片上开关及启动电路，可以或许设备为正激或反激等单端拓扑构造；个中，NCP1030合适于须要高至3 W功率的应用，而NCP1031合适于须要高至6 W功率的应用，本参考设计中我们选择的是NCP1030。

NCP1030具有内部启动稳压器，直接采取输入电压进行供电，还集成门驱动和200 V电源开关，降低了电磁干扰(EMI)。个中的电源开关电路采取SENSEFET?技巧来监控漏电流(NCP1030的漏电流限制阈值为0.5 A)，用于晋升能效。总的来说，NCP1030是一种集成筹划，集成开关管、PWM控制器及监控电路。采取NCP1030实现的电信偏置电源占位面积仅为0.032平方英寸，比拟较而言，采取TL384x和MAX6457A等竞争器件实现的偏置电源占位面积达0.344平方英寸，如图3所示。

图3：基于NCP1030的偏置电源比其他解决筹划节俭跨越90%的┞芳位面积