选择合适的电源为5G基站组件供电

 

自从20世纪80年代初引入模拟蜂窝网络以来，蜂窝通信取得了巨大的进步。如今，随着市场从4G网络解决方案向5G网络解决方案的迁移，蜂窝通信行业正在为实现更快的数据传输速度、更低的延迟以及容量、用户密度和可靠性的巨大飞跃奠定基础。例如，5G不仅可以提高数据速率(100倍)和网络容量(10倍)，还可以将延迟大大降低到1毫秒以内，同时实现数十亿个互联设备几乎无处不在的连接，这些设备是不断增长的物联网(IoT)的一部分。典型的5G波束形成发射机由数字MIMO、数据转换器、信号处理组件、放大器和天线组成，如如图1所示。

 

 

现场可编程门阵列电源

 

 

为了充分实现5G的优势，设计师需要使用更高频率的无线电。通过集成更多集成微波/毫米波收发器、现场可编程门阵列(FPGA)、更高速数据转换器和适用于更小电池的大功率低噪声功率放大器(PA)，他们可以充分利用新频谱来满足未来的数据容量要求。此外，这些5G小区将包括更多的集成天线，以便可以应用大规模多输入多输出(MIMO)技术来实现可靠的连接。因此，需要各种最先进的电源为5G基站组件供电。

 

 

现代的FPGA和处理器都是采用先进的纳米工艺制造的，因为它们通常在紧凑的封装中在低电压(0.9 V)大电流的情况下进行快速计算。此外，新一代FPGA需要更低的内核电压来大大提高计算速度，同时需要更高的I/O接口电压，还需要额外的DDR内存供电轨。3、4、5所以单个FPGA实际上需要多个容差很紧的电压和不同的额定电流才能达到最优运行。更重要的是，为了避免损坏，必须以正确的顺序控制这些电压轨的时序。利用最新的半导体技术结合领先的电路拓扑和先进的封装技术构建电源可以满足这些严格的要求。但是，如果设计人员未能正确使用适当的电源管理解决方案，将会导致各种风险，从低效率到热性能以及其他不良的性能相关问题。

 

 

用于高速数据转换器的低噪声电源

 

 

同样，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，如1.3 V、2.5 V和3.3 V，具有极低的噪声和DC纹波。一般这些高速ADC和DAC都是排列在拥挤的印刷电路板(PCBs)上，可用空间有限。因此，在设计这些高速数据转换器的电源系统时，必须首先考虑ADC和DAC的电源灵敏度。

 

 

选择合适的电源为5G基站组件供电

 

 

通过结合先进半导体和封装技术的优势，ADI公司的Module静音切换器调节器可以轻松解决这一问题，满足高速数据转换器的效率、密度和噪声性能要求。静音切换器LTM8065就是一个很好的例子，它可以为这些设备提供低噪声、更紧凑和更高效的电源解决方案。与传统的分立解决方案不同，LTM8065可以显著减少元件数量和电源板空间，而不会牺牲数据转换器的动态性能。该器件将开关控制器、电源开关、电感和所有支持元件集成在一个符合RoHS标准的BGA封装中。

 

 

在某些情况下，为了最大化PSRR性能，可以在开关调节器之后的电源路径中使用线性调节器。ADP7118就是这样一款低压差(LDO)、低噪声线性稳压器，能够处理宽输入电压范围，具有高输出精度、低噪声、高PSRR和出色的线路和负载瞬态响应性能。此外，这个产品系列还有更多型号，可以使用ADI公司的LTpowerCAD和LTspice软件工具正确选择。

 

 

功率放大器和收发器的电源管理

 

 

这些新一代无线电集成了集成收发器和低噪声、高功率微波/毫米波功率放大器，并具有更宽的带宽。他们的数字控制和管理系统需要使用各种特殊的电力技术。例如，低噪声、高功率的GaN基PA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将需要多个具有适当时序控制、监控和保护功能的较低电压。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、低噪声性能和控制功能。

 

 

在新一代(5G) 产品性能必须超过上一代(4G)的巨大压力下，几乎没有妥协的余地。因此，作为一家专注于基站射频链各个方面并全面了解为这些应用供电所需的电源管理工具的公司，ADI公司可以为当今的5G  PA和收发器提供合适的电源解决方案。ADI公司可以提供业界最广泛的高性能线性电源产品产品组合，从高效高密度DC/DC转换器模块到电源管理集成电路(PMIC)和超低噪声线性调节器(包括电源时序、监控和保护功能)，从而为5G信号链提供更全面的方法电源。