高度集成基站電源管理優(yōu)化解決方案

基站電源的設計必須使規(guī)模，效率和性能之間權衡。新的電源解決方案，基于數(shù)字遙測是簡單，靈活和可擴展性。周圍的MAX15301的負載點（POL）控制器設計的基站系統(tǒng)將更加綜合和靈活的。

基站電源工程師遇到許多設計挑戰(zhàn)。無線運營商希望他們能夠降低能耗和減少大小。他們還提出，以盡量減少進行測序，監(jiān)測子系統(tǒng)的復雜性，裕，以及眾多的其他任務。以優(yōu)化應用的要求，他們必須做出幾個，包括電源轉換效率與尺寸和性能的復雜性與成本的權衡，。本文將解釋如何一個新的，高度集成的電源解決方案提供的靈活性和優(yōu)化性能，簡化這些設計挑戰(zhàn)。

提高效率

操作基站的能源成本是無線運營商，這使得需要更高效的電源解決方案，降低運營成本的重要具有重要意義。此外，在降低功耗低功耗，因此，運營商可以使用一個較小的散熱片，在無線電設備。一個較小的散熱片，反過來，可能會允許一個較小的單位實施。最后，因為這些電臺的單位往往是安裝在一極或建筑物一側，降低了整體的足跡最小化所涉及的機械應力。

一個基站的基帶單元提供快速的信號處理能力來處理大量的數(shù)據(jù)和語音網(wǎng)絡的交通。基帶單元需要高電流和多個電壓與電流可以超過60A的軌道，導致在多相電源解決方案，并經(jīng)常遙測的需要。

提高功率轉換效率的技術，以減少熱傳導，開關和反向恢復損耗。選擇低（電阻）的MOSFET，可減少傳導損耗。更高的柵極驅動器還可以進一步減少對電阻（RDSON的）。權衡使用更高的開關電壓開關損耗增加。盡管如此，有能力來設置柵極驅動器可以是非?？扇〉?。對于更高的電流，高柵極驅動電壓降低傳導損耗;輕負荷運行，可以降低柵極驅動電壓。一個自動選擇的過程優(yōu)化的傳導和開關損耗之間的權衡，基站設計一個更好的決策。

MAX15301數(shù)字的負載點（POL）控制器采用先進的算法，實現(xiàn)了全方位的工作條件最高水平的效率和瞬態(tài)響應。它包括一個先進的，高效率的外部，自適應柵極驅動器的MOSFET。通過不斷地適應負載，電壓和電流的變化，優(yōu)化效率。

簡化電源的復雜性和提高系統(tǒng)的可靠性

如果您可以監(jiān)視系統(tǒng)的運行參數(shù)，然后你就可以更好地管理系統(tǒng)的性能。和更好的系統(tǒng)管理，提高了系統(tǒng)的可靠性。

如上所述，基帶單元必須有強大的信號處理能力來處理大量的數(shù)據(jù)和語音流量。多個高和低電流電壓必須測序正確在power-up/down。電流和溫度必須監(jiān)視整個基帶操作，以確保該系統(tǒng)是在公差范圍內(nèi)經(jīng)營，并提供警告或故障信號。最后，它是遙測和提前故障管理功能，使基站，以實現(xiàn)高可靠性。使用一個模擬的方法，需要多臺設備來實現(xiàn)這些功能需要一個電源管理。然而，數(shù)字的方法降低設計復雜性，需要一個單獨的電源管理。（參見圖1）。

基站電源管理的任務，通常需要一個非常復雜的電源管理控制器為每個函數(shù)和多個分立元件。整體電路板空間和設計的復雜性相應增長。基站設計工作在極端溫度，這樣的設計必須是在很寬的工作溫度范圍內(nèi)的強大。與傳統(tǒng)的模擬電源解決方案，補償被設置在一個獨特的經(jīng)營狀況，必須解決一個廣泛的經(jīng)營范圍。同時，在被動元件，如電感器和電容器的變化，使電源更有挑戰(zhàn)性的補償。

有一種替代的方法，系統(tǒng)基于數(shù)字架構方法。在數(shù)字架構，自動補償能力，可實現(xiàn)和優(yōu)化是有利的帶寬。更高的帶寬，提高了負載瞬態(tài)響應，從而使改進的公差或消除輸出電容器的能力，提高解決方案的尺寸。此外，被動元件可隨溫度變化，但自動補償功能，能適應這些變化的條件。這提供的能力，以優(yōu)化在整個溫度范圍內(nèi)。

圖1。系統(tǒng)的設計與模擬（左）和數(shù)字方式（右）。數(shù)字方法集成為每個DC-DC轉換電源管理。其結果是一個靈活和可擴展性的系統(tǒng)。數(shù)字遙測系統(tǒng)組件能夠不斷監(jiān)測，以確保基站性能優(yōu)化。

馬克西姆InTune?產(chǎn)品如MAX15301地址這些電源管理的挑戰(zhàn)。他們可以很容易地實現(xiàn)高性能DC-DC電源的設計，需要更少的濾波電容和具有更高的效率。這一數(shù)字電源技術的基礎上“狀態(tài)空間”或“模型預測控制”，而不是比例-積分-微分（PID）控制，這是典型的大多數(shù)數(shù)字控制器。在MAX15301自動補償程序是基于對被測參數(shù)，使建筑內(nèi)部的電源供應器，包括外部元件的數(shù)學模型。結果是一個開關電源，達到盡可能高的動力性能，同時保證穩(wěn)定。這種技術還可以使一些專有算法，優(yōu)化效率較廣泛的操作條件。

減少電路板空間

在無線電設備的電路板空間減少是重要的，因為天線可以安裝到建筑，塔，或極，它的重量成為一個問題。為基帶單元，更大，更強大的數(shù)字處理器需要更多的空間，因此，使其更具挑戰(zhàn)性的保持電路板尺寸。

集成MOSFET解決方案提供了一個用于POL電源的外形尺寸更小。這種做法是可以接受的功率水平較低，但它具有較高的電流的設計變得更加有挑戰(zhàn)性。集成MOSFET的設備進行了優(yōu)化，為特定的作業(yè)條件下的效率?；诳刂破鞯慕鉀Q方案允許一些靈活性，為優(yōu)化，因為你可以為每個特定的條件下優(yōu)化的MOSFET的選擇。它也可以讓更多的熱量蔓延板熱管理。明顯的權衡，這里是需要更多的電路板空間。

同時，在基帶單元的電流，可以為每軌60A高，需要多相電源解決方案。這些更高的電源軌，在這種情況下，增加輸出電容器滿足瞬態(tài)要求的被動元件數(shù)量。MAX15301可以被配置為獨立或在多相解決方案。

MAX15301的數(shù)字控制器，但是，擁有一個專有的自動調整功能，簡化設計。現(xiàn)在，用戶并不需要工程師，以彌補電力供應，并可以放心的最佳補償。遙測集成還減少了外部IC的需要，從而允許更密集的設計。

總結

基站電源的設計必須使規(guī)模，效率和性能之間的權衡。新的電源解決方案，基于數(shù)字遙測是簡單，靈活和可擴展性。圍繞MAX15301設計的基站系統(tǒng)將更加綜合和靈活。恒定組成部分的監(jiān)測，可以優(yōu)化和整體性能更加可靠。最后，數(shù)字遙測使玩弄權衡挑戰(zhàn)更簡單。