通信系统电源设计中面临的问题及挑战

　　现在的通信系统电源面临稳压、散热、输入噪声和成本等设计挑战，而板上电源设计和多相方法可以解决通信系统中低电压大电流电源的设计困难，满足成本和电性能要求。

　　为了处理日益复杂的实时计算，今天的通信系统需要采用许多大功率计算集成电路，如CPU、FPGA和存储器等。计算速度越来越高使得时钟频率和电源电流不断提高，有些器件需要的电流已经超过了100A。一方面电源电流在不断增加，另一方面由于计算器件采用更为精细的线宽制造工艺，电源电压则已下降到将近1V。低电压大电流容易导致功率损耗，因此线性调节器已不适合用于这类电源中，可以采用高性能开关电源拓扑结构实现高效率电源设计。

　存在的问题

　　与当今很多系统一样，通信系统电路板单位面积成本越来越高。尺寸约束再加上要求成本更低的压力以及新技术难题，使得低电压大电流电源成为通信系统中最为困难的设计任务之一。设计中主要面临下面一些技术问题：

　　◆ 稳压

　　由于电源电压下降到1V，供电线路中即使低至50mV的细微电压波动也有可能对计算器件性能造成干扰，因此必须进行严格的直流稳压。大电流输出是电压波动的一个主要原因，如PCB线路上或电源输出与CPU电源管脚之间连接器上的10～50mV电压降。当输出电压在1V～1.5V范围内时，这些电压降的影响很严重，故而需要在电压输出线（正线）和电源回路线（负线）上进行远程电压检测。

　　另一个问题是在执行不同系统命令时，先进计算器件的瞬时供电电流变化可达20A以上，如此大幅度负载跳变再加上很高的电流转换速率会导致电源电压下降或调节过度，所以电源必须具备极快的瞬态响应才能处理这类动态负载，并使输出电容器件尺寸尽可能小。

　　◆ 散热

　　由于封装密度随系统复杂度增加而增加，散热成了系统硬件设计师必须面对的一项更加困难的挑战，同时高性能计算器件对电压调节的严格要求还需要电源位置与它尽量靠近。因此应将电源功耗降到最小并消除PCB和电源器件中的发热部位，避免使已经很热的计算器件温度再度增加，这一点是非常重要的。