一招教你设计更小巧的通讯设备系统电源模块

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。

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。

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。