針對電信和網(wǎng)絡(luò )應用的安森美半導體DC-DC電源參考設計示例

2) 隔離電源轉換：基于NCP1031的2 W偏置電源參考設計
　　針對基站和網(wǎng)絡(luò )中的偏置電源應用，我們假定其目標規范為：輸入電壓+48 V、輸出電壓12 V、輸出功率2 W，目標能效高于80%，有隔離要求。這些目標規范要求應用具有小尺寸和高功率密度，支持元件數量盡可能地少，并且具有寬輸入范圍，覆蓋+48 V電信應用。

　　針對這方面的應用要求，我們可以采用安森美半導體的PWM控制器及電源開(kāi)關(guān)NCP1030。實(shí)際上，NCP1030及NCP1031是安森美半導體推出的一系列小型高壓?jiǎn)纹_(kāi)關(guān)穩壓器，具有片上開(kāi)關(guān)及啟動(dòng)電路，能夠配置為正激或反激等單端拓撲結構；其中，NCP1030適合于需要高至3 W功率的應用，而NCP1031適合于需要高至6 W功率的應用，本參考設計中我們選擇的是NCP1030。

　　NCP1030具有內部啟動(dòng)穩壓器，直接采用輸入電壓進(jìn)行供電，還集成門(mén)驅動(dòng)和200 V電源開(kāi)關(guān)，降低了電磁干擾(EMI)。其中的電源開(kāi)關(guān)電路采用SENSEFET?技術(shù)來(lái)監控漏電流(NCP1030的漏電流限制閾值為0.5 A)，用于提升能效?？偟膩?lái)說(shuō)，NCP1030是一種集成方案，集成開(kāi)關(guān)管、PWM控制器及監控電路。采用NCP1030實(shí)現的電信偏置電源占位面積僅為0.032平方英寸，相比較而言，采用TL384x和MAX6457A等競爭器件實(shí)現的偏置電源占位面積達0.344平方英寸，如圖3所示。

圖3：基于NCP1030的偏置電源比其他解決方案節省超過(guò)90%的占位面積。

　　測試數據顯示，基于NCP1030的偏置電源實(shí)現高于80%的能效，線(xiàn)路穩壓精度和負載穩壓精度分別達到0.5%和8%，適合48 V輸入電壓，提供12 V輸出電壓入2 W輸出功率，并采用反激拓撲結構，符合目標規范要求。

3) 非隔離電源轉換：基于NCP3121的電信負載點(diǎn)電源參考設計
　　分布式電源系統一種常見(jiàn)的電源分配方法是先將48 V電壓先轉換為12 V電壓，再通過(guò)負載點(diǎn)(POL)轉換器將12 V電壓轉換為負載所需的電壓，常見(jiàn)的有5.0 V和3.3 V等。相應地，我們假定這POL電源參考設計的規范為：輸入電壓+12 V(精度±10%)，兩路輸出分別為5.0 V@3 A和3.3 V@3 A，能效高于80%，無(wú)隔離要求，小尺寸及高功率密度等。

圖4：NCP3121內置自動(dòng)追蹤和排序功能，無(wú)須使用外部排序器

　　電信應用中的負載點(diǎn)(POL)轉換器會(huì )涉及到為DSP、ASIC、FPGA或CPU等敏感電路供電，需要提供不同負載所需的不同電壓，并且具有上電和掉電排序能力，還需要具有小尺寸和高功率密度，能夠提供大批量、低成本的解決方案。相應地，我們可以采用安森美半導體的NCP3121集成雙路3 A降壓穩壓器。這器件設計用于需要高能效的低壓應用，能夠產(chǎn)生低至0.8 V的輸出電壓。這器件具有200 kHz至750 kHz的可調節開(kāi)關(guān)頻率(由外部電阻設定)，具有寬溫度范圍的精密內部參考，采用改善熱性能的QFN封裝。NCP3121能夠作為獨立開(kāi)關(guān)轉換器操作，同時(shí)內置自動(dòng)追蹤和排序特性，保護上電和掉電的排序，防止錯誤數據加載至輸入/輸出(I/O)緩沖器，保護ASIC等免受損傷，如圖4所示。NCP3121內置的自動(dòng)追蹤和排序能力，消除了使用外部電源排序芯片來(lái)管理這項功能并保證性能的需要。

　　基于NCP3121的雙路輸出3 A/3 A電信負載點(diǎn)電源參考設計采用降壓拓撲結構，支持10.8 V至13.2 V的輸入電壓，提供5.0 V@3 A和3.3 V@3 A兩路輸出，符合于xDSL等電信負載點(diǎn)電源應用要求。

　　除了上述解決方案及參考設計，安森美半導體還提供其它分布式電源解決方案及參考設計，如基于NCP1034解決方案的網(wǎng)絡(luò )電源參考設計、基于NCP3102解決方案的基站電源參考設計等。更多安森美半導體DC-DC電信和網(wǎng)絡(luò )電源解決方案請參見(jiàn)相關(guān)培訓教程(www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND347-D.PDF)。