針對電信和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的安森美半導(dǎo)體DC-DC電源參考設(shè)計示例

2) 隔離電源轉(zhuǎn)換：基于NCP1031的2 W偏置電源參考設(shè)計
　　針對基站和網(wǎng)絡(luò)中的偏置電源應(yīng)用，我們假定其目標(biāo)規(guī)范為：輸入電壓+48 V、輸出電壓12 V、輸出功率2 W，目標(biāo)能效高于80%，有隔離要求。這些目標(biāo)規(guī)范要求應(yīng)用具有小尺寸和高功率密度，支持元件數(shù)量盡可能地少，并且具有寬輸入范圍，覆蓋+48 V電信應(yīng)用。

　　針對這方面的應(yīng)用要求，我們可以采用安森美半導(dǎo)體的PWM控制器及電源開關(guān)NCP1030。實際上，NCP1030及NCP1031是安森美半導(dǎo)體推出的一系列小型高壓單片開關(guān)穩(wěn)壓器，具有片上開關(guān)及啟動電路，能夠配置為正激或反激等單端拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；其中，NCP1030適合于需要高至3 W功率的應(yīng)用，而NCP1031適合于需要高至6 W功率的應(yīng)用，本參考設(shè)計中我們選擇的是NCP1030。

　　NCP1030具有內(nèi)部啟動穩(wěn)壓器，直接采用輸入電壓進(jìn)行供電，還集成門驅(qū)動和200 V電源開關(guān)，降低了電磁干擾(EMI)。其中的電源開關(guān)電路采用SENSEFET?技術(shù)來監(jiān)控漏電流(NCP1030的漏電流限制閾值為0.5 A)，用于提升能效?？偟膩碚f，NCP1030是一種集成方案，集成開關(guān)管、PWM控制器及監(jiān)控電路。采用NCP1030實現(xiàn)的電信偏置電源占位面積僅為0.032平方英寸，相比較而言，采用TL384x和MAX6457A等競爭器件實現(xiàn)的偏置電源占位面積達(dá)0.344平方英寸，如圖3所示。

圖3：基于NCP1030的偏置電源比其他解決方案節(jié)省超過90%的占位面積。

　　測試數(shù)據(jù)顯示，基于NCP1030的偏置電源實現(xiàn)高于80%的能效，線路穩(wěn)壓精度和負(fù)載穩(wěn)壓精度分別達(dá)到0.5%和8%，適合48 V輸入電壓，提供12 V輸出電壓入2 W輸出功率，并采用反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，符合目標(biāo)規(guī)范要求。

3) 非隔離電源轉(zhuǎn)換：基于NCP3121的電信負(fù)載點電源參考設(shè)計
　　分布式電源系統(tǒng)一種常見的電源分配方法是先將48 V電壓先轉(zhuǎn)換為12 V電壓，再通過負(fù)載點(POL)轉(zhuǎn)換器將12 V電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的電壓，常見的有5.0 V和3.3 V等。相應(yīng)地，我們假定這POL電源參考設(shè)計的規(guī)范為：輸入電壓+12 V(精度±10%)，兩路輸出分別為5.0 V@3 A和3.3 V@3 A，能效高于80%，無隔離要求，小尺寸及高功率密度等。

圖4：NCP3121內(nèi)置自動追蹤和排序功能，無須使用外部排序器

　　電信應(yīng)用中的負(fù)載點(POL)轉(zhuǎn)換器會涉及到為DSP、ASIC、FPGA或CPU等敏感電路供電，需要提供不同負(fù)載所需的不同電壓，并且具有上電和掉電排序能力，還需要具有小尺寸和高功率密度，能夠提供大批量、低成本的解決方案。相應(yīng)地，我們可以采用安森美半導(dǎo)體的NCP3121集成雙路3 A降壓穩(wěn)壓器。這器件設(shè)計用于需要高能效的低壓應(yīng)用，能夠產(chǎn)生低至0.8 V的輸出電壓。這器件具有200 kHz至750 kHz的可調(diào)節(jié)開關(guān)頻率(由外部電阻設(shè)定)，具有寬溫度范圍的精密內(nèi)部參考，采用改善熱性能的QFN封裝。NCP3121能夠作為獨立開關(guān)轉(zhuǎn)換器操作，同時內(nèi)置自動追蹤和排序特性，保護(hù)上電和掉電的排序，防止錯誤數(shù)據(jù)加載至輸入/輸出(I/O)緩沖器，保護(hù)ASIC等免受損傷，如圖4所示。NCP3121內(nèi)置的自動追蹤和排序能力，消除了使用外部電源排序芯片來管理這項功能并保證性能的需要。

　　基于NCP3121的雙路輸出3 A/3 A電信負(fù)載點電源參考設(shè)計采用降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持10.8 V至13.2 V的輸入電壓，提供5.0 V@3 A和3.3 V@3 A兩路輸出，符合于xDSL等電信負(fù)載點電源應(yīng)用要求。

　　除了上述解決方案及參考設(shè)計，安森美半導(dǎo)體還提供其它分布式電源解決方案及參考設(shè)計，如基于NCP1034解決方案的網(wǎng)絡(luò)電源參考設(shè)計、基于NCP3102解決方案的基站電源參考設(shè)計等。更多安森美半導(dǎo)體DC-DC電信和網(wǎng)絡(luò)電源解決方案請參見相關(guān)培訓(xùn)教程(www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND347-D.PDF)。