NS高電壓方案優(yōu)化電信設備電源管理設計

　　與世界通信市場(chǎng)一片低迷不同，中國通信市場(chǎng)從放緩的趨勢中復蘇過(guò)來(lái)，諸如PHS、ADSL、CDMA、CO-equipment等新業(yè)務(wù)的廣泛開(kāi)展使通信設備供應商獲得了可觀(guān)的收益，并找到了新的利潤增長(cháng)點(diǎn)，這也將刺激通信市場(chǎng)繼續保持良好的增長(cháng)勢頭。

美國國家半導體電源管理產(chǎn)品部策略市場(chǎng)經(jīng)理 Donald Ashley

　　在這個(gè)發(fā)展潛力巨大的電信市場(chǎng)中，電源模塊扮演了一個(gè)重要的角色。根據專(zhuān)門(mén)研究電源管理產(chǎn)品市場(chǎng)的著(zhù)名市場(chǎng)調查公司 Darnell Group 估計，通信設備電源管理產(chǎn)品的全球銷(xiāo)售額將由 2003 年的 44 億美元上升至 2008 年的 58 億美元，復式年增長(cháng)率高達 5.5%。以單位銷(xiāo)量計，估計同期內的復式增長(cháng)可達 11.2% 。而中國，電源模塊的業(yè)務(wù)平均每年也有10-15億人民幣，年增長(cháng)率達20-30%，主要應用于電信交換機產(chǎn)品、鐵路、GSM/CDMA基站及數字用戶(hù)線(xiàn)接入復用器（DSLAM）等等。加之中國政府銳意改善中國電信基礎設施及推動(dòng)3G與光網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，電信電源的需求絕不可低估。

　　在技術(shù)上，通信市場(chǎng)的強勁增長(cháng)也迫使通信設備供應商進(jìn)行更多的技術(shù)創(chuàng )新，這自然也對通信電源管理系統提出了新的要求。最明顯的例子就是電信 OEM 正在它們的卡上集成更多的端口，以前那些 10 兆位或 100 兆位的卡已不能滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，目前的需求已經(jīng)高達千兆位，并正在向 10 千兆位發(fā)展。帶寬的增加和芯片密度的提高將導致整體設備的最大電流 (current draw) 升高，同時(shí)卡上每個(gè)芯片可能會(huì )由于線(xiàn)路幾何尺寸的縮小而使用更低的電壓。最終會(huì )出現在一個(gè)箱體中有多達五種不同的電壓。

　　在迎接這種挑戰的過(guò)程中，美國國家半導體積極回應市場(chǎng)需要，推出了 LM5000 系列的電源管理解決方案。這系列最適用于通信設備、工業(yè)器材及汽車(chē)電子系統的高壓電源供應器。

　　美國國家半導體電源管理產(chǎn)品業(yè)務(wù)部策略市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理 Donald Ashley表示：“由于新一代的產(chǎn)品不斷推陳出新，對功率轉換的要求也越來(lái)越嚴格，美國國家半導體于是推出這系列全新的高壓電源管理產(chǎn)品，以滿(mǎn)足各大廠(chǎng)商客戶(hù)這方面的要求。LM5000 系列芯片是一個(gè)功能齊備的電源管理系統解決方案，不但穩定可靠、性能卓越，而且極具成本效益，最適合系統設計工程師用來(lái)開(kāi)發(fā)新一代的系統。由于 LM5000 系列芯片獲得客戶(hù)的高度評價(jià)，因此我們有信心這系列產(chǎn)品也將成為中國通信市場(chǎng)高壓系統的首選電源管理解決方案?！?/P>

　　美國國家半導體的 LM5000 系列芯片采用最新的 100 伏高壓模擬雙極(Bipolar)/CMOS/DMOS 工藝技術(shù) (ABCD150-HV) 制造，因此所有必要的邏輯電路、穩壓功能、高精度模擬電路、驅動(dòng)器以及電源開(kāi)關(guān)都可集成在一顆管芯之內。這系列芯片也充分利用美國國家半導體的先進(jìn)封裝技術(shù)，因此可以采用散熱能力較高的表面貼裝 LLP 封裝，成為全球最小的 100 伏功率轉換芯片。

　　廣受贊喻的電源控制LM5000系列，包括完全集成式穩壓器、PWM控制器（隔離交換器）、高性能推動(dòng)器及高壓熱交換控制器。

　　在完全集成式穩壓器中有LM5000、LM5007及LM5008。LM5000 芯片是一款全面集成的電流模式、脈沖寬度調制 (PWM) 直流/直流穩壓器，可在 3.1 伏至 40 伏之間的寬闊輸入電壓范圍內操作。這款芯片內置80 伏供電電壓的 DMOS 晶體管，其額定峰值高達2A，而通道電阻則只有200mΩ；且備有不同的操作頻率供選擇，由300 kHz、600 kHz、700 kHz 至高達 1.25 MHz。預計越來(lái)越多通信、汽車(chē)、網(wǎng)絡(luò )、工業(yè)及采用電池供電的應用方案將會(huì )采用 LM5000 這類(lèi)高密度、高效率的功率轉換解決方案。

　　另一款完全集成式穩壓器LM5007芯片，是業(yè)內最小型的高壓降壓偏壓開(kāi)并穩壓器芯片。它可降低主電源供應器高達 75 伏的高壓，然后為次級控制電源供應器提供低至 10 伏的偏壓供電 (典型值)。這款穩壓器芯片具備高壓電源供應器所需的一切功能，內含額定峰值電流為  0.7 A 的 80 伏 N 通道功率金屬氧化半導體場(chǎng)效應晶體管 (power MOSFET)，可在高達 500 kHz 的高頻下進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，使偏壓電源供應器可以采用較小型的輸出濾波器，確?？蛇B續輸出高達 0.5 A 的負載電流，這樣不但可以將占用的印刷電路板板面空間減至最小，而且也可提高系統的效率及成本效益。因此適用于通信系統、汽車(chē)電子系統及工業(yè)用電源供應器等理想的應用解決方案。

　　LM5008 芯片采用美國國家半導體最先進(jìn)的 100伏模擬 BiCMOS-DMOS 集成電路 (ABCDXV-2) 工藝技術(shù)制造，是LM5007 80 V 降壓偏壓穩壓器的升級版產(chǎn)品，其電壓范圍比LM5007有進(jìn)一步的擴大。這款芯片最適用于 48伏的功率轉換器、電信設備、汽車(chē)電子系統、以及采用電池供電的電子產(chǎn)品。

　　而PWM控制器方面，有LM5020、LM5030、LM5033及LM5041。LM5030 芯片是全球首款 100 伏高頻電流模式的直流/直流控制器。這款脈沖寬度調制控制器具備獨特的功能，可支持先進(jìn)推拉及橋接電路布局。LM5030芯片設有100伏的內部啟動(dòng)穩壓器，并采用散熱能力更高的CSP封裝。最適用于中央交換器、數字用戶(hù)線(xiàn)路 (DSL) 存取多路轉換器、高用量系統以及 48 伏配電系統等通信設備。而LM5033的特點(diǎn)是具有高度的靈活性，不但可以單獨用于推拉式總線(xiàn)轉換器，也可與一或兩顆美國國家半導體的 LM5100 驅動(dòng)器搭配一起，以便用于半橋接或全面橋接的轉換器之中。LM5041芯片則是具有可定時(shí)編程功能的 100 伏級聯(lián)控制器/驅動(dòng)器芯片組。

　　在高性能驅動(dòng)器方面，美國國家半導體的LM5112 芯片能以極高的速度操作，延遲時(shí)間也極短，而且可以輸出極高的峰值電流。這款芯片采用美國國家半導體的高壓模擬雙極 CMOS-DMOS (ABCD) 技術(shù)制造，其復合式輸出驅動(dòng)級內含金屬氧化半導體 (MOS) 及雙極晶體管，而且兩者可以并行操作。由于 LM5112 芯片采用這樣獨特的組合，因此可以從電容負載方面匯集超過(guò) 7A 的峰值電流，并且以高達 1MHz 的頻率驅動(dòng)較大的功率 MOSFET。如此獨特的復合式驅動(dòng)級有一個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)，那就是操作時(shí)性能更為可靠，因為即使供電電壓及溫度出現波動(dòng)，復合式驅動(dòng)級可以減低這些波動(dòng)所產(chǎn)生的影響，有助保持驅動(dòng)電流的穩定性。LM5112 芯片可與美國國家半導體的 LM5000 系列脈沖寬度調制控制器及 LM510x 系列半橋式驅動(dòng)器集成一起，成為設計高性能直流/直流轉換器的理想芯片組。

　　另一款LM5111 芯片設有兩個(gè)可輸出足 5A 峰值電流的驅動(dòng)器，而且由于采用 SOIC-8 封裝，因此可以直接取替許多舊式的 CMOS 門(mén)極驅動(dòng)解決方案。LM5111 芯片的峰值輸出電流高達 5A，比舊式技術(shù)只能輸出 2A 峰值電流優(yōu)勝，而且效率也比舊式技術(shù)高。雖然 LM5111 是雙通道的芯片而 LM5112 則是單通道的芯片，但兩者都采用同一的先進(jìn)復合式驅動(dòng)技術(shù)及負極輸出門(mén)極驅動(dòng)技術(shù)。在正常操作情況下，LM5111 的兩條 5A 峰值電流驅動(dòng)通道均各自獨立，但若有需要，這兩條通道可與輸入及輸出端并行連接，將峰值輸出驅動(dòng)電流提高一倍至 10A，以便能夠以極高的效率及高達 1MHz 的速度驅動(dòng)極大的功率 MOSFET。LM5111 芯片分別有三種不同的型號可供選擇，這三個(gè)型號都可各自接收三種不同的輸入信號。換言之，廠(chǎng)商客戶(hù)可以選擇非反相信號通道、反相信號通道或兩種信號都可同樣接收的通道。

　　美國國家半導體的亞太區電源管理產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理劉振成總結指出：“美國國家半導體面對中國這個(gè)龐大的電信電源市場(chǎng)，所提供的并非只是某一電源器件，而是一站式的電源解決方案，加之我們具有各種知識產(chǎn)權、工藝技術(shù)及豐富的模擬技術(shù)經(jīng)驗，必然能幫助國內的電信設備供應商滿(mǎn)足市場(chǎng)需求?！?BR>