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除了08年的奥运会,你还记得当时的手机上网速度吗?在诺基亚还是功能手机巨头的日子里,智能手机还是个新鲜货,改变时代的iPhone 3G才刚刚崭露头角。当时,100M的流量月包即可称得上是“流量自由”,能随意挥霍,无需苦恼于流量限制,也不需要每到月底即朋友圈“失联”。
时至今日,随便一个手机APP都是几十上百兆的安装包,几个软件一起更新,所耗流量往往上G,没有连上WIFI的话,可是万万不敢随意更新;闲暇时间刷抖音,发出笑声的同时,流量也在飞速消逝;上淘宝购物,一个页面的加载就需要好几兆流量的消耗;和远方亲人朋友视频通话,假如网速不够,便只能看着手机屏幕中暂停的脸庞,听着0.1倍慢放声音,满是无奈。
图1 加载中
一切的一切,都体现着现代生活对数据流量的巨大依赖。数据流通的速率和实时性要求不断提高,既是对运营商网络的考验,也是对互联网企业数据中心的考验。从接入网到城际网,从城际网到骨干网,数据在路由器交换机服务器之间来回传递,其流通过程的所有环节中,都存在着一个关键器件——光模块。
图2 数据交换
光模块是光通信的基石,其作用就是“光电转换”,接收光纤中传输的光信号,转换为电信号后发送给后级处理芯片;或是接收后级处理芯片的电信号,转换为光信号,通过光纤发射出去。光电转换传输间,承载着无数人的知识、生活、情感。
图3 光模块结构简图
近些年爆炸增长的数据流量需求,促使着光模块的快速迭代升级,传输速率不断攀升。使用功能更为强大的处理芯片,也意味着更大的功耗,以及更为严苛的电源需求,这让本来就结构紧凑的光模块雪上加霜,难以设计。MPS的电源模块产品线拥有种类繁多的模块产品,这些模块产品内部集成电感和关键元件,具有集成度高,尺寸小,功率密度大等优点,能显著降低电源设计难度,缩短客户产品设计周期,助力客户产品快速开发。
图4 MPS电源模块
下图是一个400G光模块的典型电源结构,MPS丰富多样的电源产品能为光模块提供性能优异的全套电源解决方案。
图5 MPS 400G光模块解决方案
MPM38x4C系列首先介绍的是MPM38x4C系列,该系列共有三款电源模块,是业界目前体积最小的小电流模块产品,分别是具有1A持续输出电流能力的MPM3814C,具有2A持续输出电流能力的MPM3824C,以及具有3A持续输出电流能力的MPM3834C。这三款芯片的引脚分布、三维尺寸和外围电路完全相同,能非常方便的进行相互替换。精心优化的内部结构,也给产品带来了极佳的EMC性能。
图6 MPM38x4C系列模块引脚图
MPM38x4C系列最少只需要四个外部元件,包含一个输入电容,一个输出电容,两个分压电阻。当EN接收到前级的使能信号后,模块会立即进行功率输出。设计人员按照数据手册中提供的信息,根据电源轨的电压需求,计算出分压电阻阻值,即可完成电源设计,极大简化了设计流程,让电源设计变得非常简单。MPS对该系列产品的引脚分布也做了优化,可以根据手册中的布板样例进行布板,极大降低了设计师的工作负担。
图7 MPM38x4C系列推荐布板样例
MPM38x4C系列的关键参数如下所示:
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结构紧凑,薄至1.2mm,三维仅为2.5mm*2.5mm*1.2mm
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宽广的输入电压范围,上至6V,下至2.75V
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输出电压最低可至0.6V
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1.25M开关频率
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最大1A/2A/3A持续输出电流
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保护功能齐全,包括:短路保护(SCP), 过流保护(OCP), 过温保护(OTP)
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强制连续电流模式(FCCM),轻载情况下一样具有极小的输出纹波
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提供PG和EN引脚,便于客户进行时序控制
图8 MPM3814C典型电路图
MPM38x4C系列在极小的尺寸下实现了优异的电压转换效率:
图9 MPM3814C效率曲线
图10 MPM3824C效率曲线
图11 MPM3834C效率曲线
MPM38x4C系列具有超高的开关频率,MPM3814C开关频率为2.2MHz,MPM3824C/3834C开关频率为1.25MHz。即使只有一颗22μF输出电容情况下,仍然具有极小的输出电压纹波。下图分别是MPM38x4C系列模块在5V输入、1.2V输出条件下的纹波波形。
图12 MPM3814C输出纹波
图13 MPM3824C输出纹波
图14 MPM3834C输出纹波
MPM3864接下来介绍的是MPM3864,作为压轴介绍的重量级模块产品,它的表现当然不俗。该模块在占板面积仅有3mm*3mm的情况下,能实现高达6A的持续电流输出能力,是业界在这类应用中最小面积的产品。仅需少量外围元件,就能完成设计,布板极为简单。
图15 MPM3864推荐布板样例
MPM3864内置电感及部分关键元件,采用COT控制,工作频率1.2MHz,具有极为优异的动态调整能力,关键参数如下所示:
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结构紧凑,占板面积仅有3mm*3mm
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输出电压最低可至0.6V
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最大持续6A输出电流
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宽广的输入电压范围,上至7V,下至2.75V
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保护功能齐全,包括:短路保护(SCP), 过流保护(OCP), 输出欠压保护(UVP), 过温保护(OTP)
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外置可编程的软启动引脚,可以随心所欲配置启动速度
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强制连续电流模式(FCCM),轻载情况下一样具有极小的输出纹波
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提供PG和ENABLE引脚,便于客户进行时序控制
图16 MPM3864典型应用图
图17 MPM3864效率曲线
MPM3864具有极小的输出电压纹波。在5V输入、1.2V输出条件下,仅配置4颗22uF MLCC输出电容时,无论负载电流是0A还是6A,输出纹波峰峰值均小于10mV。
图18 MPM3864输出纹波
光模块中搭载的处理芯片不仅对稳态纹波要求很高,对动态纹波同样有严苛要求。MPM3864采用COT控制,具有极好的动态响应能力,在2.5A/uS的负载跳变速度下,总的动态纹波峰峰值也小于20mV。
图19 MPM3864负载跳变波形
MPS为MPM38x4C系列和MPM3864设计了专业评估测试板,并提供评估版使用手册。客户可以通过这块评估板,评估是否满足产品设计需求。同时,MPS专业的技术团队和丰富的产品能帮助您排忧解难,搞定让人挠头的电源设计难题。
图20 MPM38x4C系列模块评估样板
图21 MPM3864评估样板
看到这里您否心动呢?如有兴趣,可点击进入MPS小程序获取更多产品信息和帮助。
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原文标题:不装了!我就是“流量幕后推手”!我摊牌了!
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