5G基站组件供电的电源管理解决方案

自从80年代早期推出模拟蜂窝网络以来，蜂窝通信已经走过了漫长的道路。今天，随着市场从4G迁移到5G网络解决方案，蜂窝通信行业正在为数据传输速度，更低延迟，容量，用户密度和可靠性的巨大飞跃奠定基础。例如，随着数据速率和网络容量（10倍）的100倍改进，5G还大幅缩短了1毫秒以下的延迟，同时为数十亿连接设备提供了无处不在的连接。是物联网（IoT）不断发展的一部分。图1显示了一个典型的5G波束形成发射机，包括数字MIMO，数据转换器，信号处理组件，放大器和天线。

为FPGA供电

为了充分发挥5G的优势，设计人员需要更高频率的无线电，通过采用更集成的微波/毫米波收发器，现场可编程门阵列（FPGA），以满足未来数据容量需求所需的新频谱更快的数据转换器，以及用于小型电池的高功率，低噪声功率放大器（PA）。此外，这些5G单元还将包括更多集成天线，以应用大规模多输入多输出（MIMO）技术实现可靠连接。因此，需要各种最先进的电源来为5G基站组件供电。

现代FPGA和处理器采用先进的纳米工艺制造，因为它们通常以快速进行计算在紧凑封装的高电流下使用低电压（<0.9 V）。此外，新一代FPGA需要更低的核心电压以大幅提高计算速度，同时需要更高的I / O接口电压，并且需要额外的DDR存储器轨。 3,4,5 所以，实质上，单个FPGA需要具有严格公差和不同额定电流的多个电压，以实现最佳操作。更重要的是，为了避免损坏，必须按正确的顺序对这些电压轨进行排序。使用最新半导体技术构建的电源结合先进的电路拓扑和先进的封装技术，可以满足这些严格的要求。但是，如果设计人员没有正确使用正确的电源管理解决方案，则风险范围从低效率到热并发症以及其他不期望的性能相关问题。

为高速数据转换器静音供电

同样，运行速度更快的精密数据转换器，如模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC），也需要多个电源轨，例如1.3 V，2.5 V和3.3 V，低噪声和直流纹波。 6 通常，这些高速ADC和DAC放置在拥挤的印刷电路板（PCB）上，空间有限。因此，在为这些高速数据转换器设计电源系统时，ADC和DAC的电源灵敏度必须是首要考虑因素。

结合先进半导体和封装技术的优势，ADI的μModule®静音切换器®调节器可轻松解决此问题，满足高速数据转换器的效率，密度和噪声性能需求。一个很好的例子是Silent Switcher LTM8065，它可以提供安静，更紧凑，更高效的解决方案，为这些设备供电。与传统的分立式解决方案不同，LTM8065可以显着减少元件数量和电源板空间，同时不会影响数据转换器的动态性能。符合RoHS标准的BGA封装集成了开关控制器，电源开关，电感器和所有支持组件。

在某些情况下，为了最大化电源抑制比（PSRR）性能，线性稳压器用于电源路径，跟随开关稳压器。 ADP7118是一款低压差（LDO）低噪声线性稳压器，可处理宽输入电压范围，具有高输出精度，低噪声和高PSRR，以及出色的线路和负载瞬态响应。但是，该产品系列还有更多，可以使用ADI的LTpowerCAD和LTspice等软件工具正确选择它们。®

为PA和收发器管理电源

这些下一代无线电集成了集成收发器和低噪声，高功率微波/毫米波PA以及更宽带宽的数字控制和管理系统，这需要使用多种专用电源技术。例如，基于氮化镓（GaN）的低噪声，高功率功率放大器将需要高达28 V至50 V的电压，而基于FPGA的控制和高速ADC和DAC将需要多个较低的电压，并具有适当的排序，监控和保护。 7,8 最先进的DC-DC转换器可以提供这些5G功率放大器所需的效率（> 90％），功率密度，低噪声性能和控制。

面对下一代（5G）产品的巨大压力，其表现优于上一代（4G），因此几乎没有妥协的余地。因此，ADI公司专注于基站射频链的各个方面，并且拥有为这些应用供电所需的电源管理工具的全面知识，能够为当今基于5G的功率放大器和收发器提供合适的电源。提供业界最广泛的高性能Power by Linear ™产品组合，包括高效率，高密度DC-DC转换器模块，电源管理IC（PMIC）和超低噪声线性稳压器，包括电源排序，监控和保护，ADI可以为5G信号链提供更全面的方法。

ADI的μModule稳压器和静音切换器服务是完整的电源系统级封装解决方案，可以提供精确的电压。微型封装具有最高效率（> 95％）和功率密度，具有高可靠性和最低EMI和噪声。这些解决方案专为高性能RF系统而设计，具有最高的功率转换效率和密度，而不会对感兴趣的无线电信号增加噪声或干扰，从而确保这些RF PA和其他此类RF电路的最佳性能。

同样，为了解决需要多个电源轨的电路中电源排序的挑战，ADI已经建立了一系列定序器，从两个电源（ADM6819 / ADM6820）到17个通道（ADM1266）的排序。为了确保系统正确，高效和安全地运行，监控设备电压，电流或温度至关重要。为此，ADI提供类似LTC2990的部件。

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总之，ADI公司的Power by Linear产品系列包括低噪声LDO稳压器，低EMI，高度集成的多线圈DC-DC转换器μModule器件，静音切换器技术和其他电源管理IC，包括电源序列发生器，监视器和保护电路 - 所有这些都使ADI成为业界最广泛的电源产品系列。它包括为5G基站组件供电所需的一切，包括软件设计和LTpowerCAD和LTspice等仿真工具。这些工具简化了为这些器件选择合适的电源管理解决方案的任务，从而为5G基站组件提供了最佳的电源解决方案。