Resumen: La estación base de trazado de alimentación deben hacer concesiones entre el tamaño, la eficiencia y el rendimiento. Las nuevas soluciones de energía basados en telemetría digital son simples, flexibles y escalables.Estación de Base-sistemas diseñados alrededor de la MAX15301 punto de carga (POL) controlador estará más integrado y flexible.
Estación de Base-fuente de alimentación ingenieros encontrar numerosos desafíos de diseño. Wireless operadores quieren ellos para reducir el consumo de energía y reducir el tamaño. También se les pide a minimizar la complejidad de los subsistemas que realizan la secuenciación, el seguimiento, márgenes , y varias otras tareas. Para optimizar los requisitos de la aplicación, deben hacer varias ventajas y desventajas, incluyendo la eficiencia de conversión de energía en función del tamaño y la complejidad de rendimiento frente a los costos. En este artículo se explica cómo una nueva solución altamente integrada de energía ofrece la flexibilidad y el rendimiento optimizado para simplificar los desafíos de diseño.
Mejora de la eficiencia
El coste de la energía para operar una estación base es importante para el operador de telefonía móvil, lo que hace que la necesidad de una solución de energía más eficiente importante para reducir los gastos de operación. Además, una reducción en el consumo de energía será menor disipación de potencia para los operadores pueden usar un pequeño disipador de calor en la unidad de radio. Un disipador de calor más pequeña, a su vez, puede permitir que una unidad más pequeña que deban aplicarse. Finalmente, dado que estas unidades de radio a menudo montado en un poste o en el lado de un edificio, la reducción de la huella general minimiza los esfuerzos mecánicos implicados.
Una estación base de banda de base unidad ofrece un rápido procesamiento de señal capacidades para manejar el gran volumen de datos y tráfico de voz sobre la red. La unidad de banda base requiere de corrientes de alta y múltiples voltaje rieles con corriente que pueden exceder 60A, que resulta en la necesidad de una solución de alimentación multifase y, a menudo, la telemetría.
Técnicas para mejorar la eficiencia de conversión de energía incluyen minimizar la conducción, la distribución, y revertir las pérdidas de recuperación. Pérdidas de conducción se puede reducir mediante la selección de baja resistencia (R EN ) MOSFETs. Una unidad de puerta de arriba también se puede minimizar aún más el de la resistencia (R RDSON ). El trade-off con el uso de un voltaje de conmutación superior se incrementa pérdidas de conmutación. No obstante, tener la capacidad de establecer la unidad de puerta puede ser muy deseable. Para corrientes más altas, alta tensión puerta-drive reduce las pérdidas de conducción; para la operación de carga ligera, el voltaje de excitación de puerta puede ser reducido. Un proceso de selección automatizado optimiza el equilibrio entre la conducción y las pérdidas de conmutación, haciendo para un mejor estación base de diseño.
El MAX15301 digitales de punto de carga ( POL ) controlador utiliza algoritmos avanzados para lograr los más altos niveles de eficiencia y respuesta transitoria en todo el rango de condiciones de operación. Incluye un avanzado y de alta eficiencia, la puerta del conductor adaptativo para el externo MOSFET . Mediante la continua adaptación a los cambios en la carga, el voltaje y la corriente, optimiza la eficiencia.
La simplificación de la complejidad de energía y mejorar la confiabilidad del sistema
Si usted puede controlar los parámetros del sistema operativo, entonces usted puede manejar mejor rendimiento del sistema. Y mejor gestión del sistema siempre mejora la fiabilidad del sistema.
Como se señaló anteriormente, la unidad de banda base debe tener potentes capacidades de procesamiento de señales para manejar una gran cantidad de tráfico de datos y voz. Varios voltajes altos y bajos de corriente deben ser secuenciados correctamente durante power-up/down. Actual y la temperatura debe controlarse en toda la operación de banda base para asegurar que el sistema está operando dentro de la tolerancia y para proporcionar señales de alarma o fallo. En el extremo, es de telemetría y el avance de gestión de fallos características que permiten a las estaciones base para lograr la alta fiabilidad. Utilizando un enfoque análogo, varios dispositivos se necesitan para implementar estas funciones con la necesidad de un administrador de potencia. Un enfoque digital, sin embargo, reduce la complejidad del diseño y de la necesidad de un administrador de potencia separado. (Véase la Figura 1 .)
Estación de Base-tareas de administración de energía por lo general requieren una gran complejidad de administración de energía del controlador y varios componentes discretos para cada función. El espacio de la placa global y la complejidad del diseño de crecer en consecuencia. Estación base de trazado también funcionan en temperaturas extremas, por lo que los diseños deben ser robustos en un rango de temperaturas de funcionamiento.Con una solución de alimentación analógica tradicional, la indemnización se fija en una condición de funcionamiento único que debe abordar un amplio rango de operación. Mientras tanto, las variaciones en los componentes pasivos tales como inductor y condensadores de compensación para hacer una fuente de alimentación aún más difícil.
Existe un enfoque alternativo, un sistema basado en enfoque de arquitectura digital. En una arquitectura digital, la capacidad de compensar automáticamente se puede implementar y ser ventajoso en la optimización de ancho de banda . Un mayor ancho de banda mejora la respuesta transitoria de carga, permitiendo de este modo una mayor tolerancia o la capacidad de eliminar condensadores de salida para mejorar el tamaño de la solución. Además, los componentes pasivos puede variar respecto a la temperatura, pero la compensación automática puede adaptarse a estas condiciones cambiantes. Esto ofrece la posibilidad de optimizar el rango de temperatura.
Figura 1. Diseño de sistemas con entrada analógica (izquierda) y el enfoque digital (derecha). El enfoque digital integra el gestor de energía para cada convertidor DC-DC. El resultado es un sistema flexible y escalable. Telemetría digital permite el monitoreo constante de los componentes del sistema para asegurarse de estación base optimizado el rendimiento.
Maxim InTune ™ productos como la dirección MAX15301 estos desafíos de administración de energía. Hacen que sea fácil de lograr alto rendimiento y DC-DC fuente de alimentación diseños que reduzcan la necesidad de filtro de capacidad y una mayor eficiencia. Esta tecnología digital de la potencia se basa en el "espacio de estado" o "modelo predictivo" control, más que proporcional-integral-derivativo (PID) que es típico de la mayoría de los controladores digitales. La rutina de compensación automática en el MAX15301 se basa en los parámetros medidos y permite la construcción de un modelo matemático interno de la fuente de alimentación, incluyendo los componentes externos. El resultado es una fuente de alimentación de conmutación que alcanza el más alto rendimiento dinámico posible sin dejar de garantizar la estabilidad. Esta tecnología también permite varios algoritmos que optimizan la eficiencia en una amplia gama de condiciones de funcionamiento.
La reducción del espacio Junta
La reducción de espacio en la placa en una unidad de radio es importante, ya que la antena puede ser montada en un edificio, torre, poste o donde su peso se convierte en un problema. Para la unidad de banda de base, más grandes, procesadores digitales más potentes requieren más espacio y, como resultado, hacen que sea más difícil mantener el tamaño de la tabla hacia abajo.
Soluciones integradas MOSFET ofrecen un factor de forma más pequeño para poder POL. Este enfoque es aceptable cuando los niveles de potencia son menores, pero se vuelve más difícil con más diseños actuales. Un dispositivo con MOSFET integrados está optimizado para la eficacia para una condición de funcionamiento específico. Una solución basada en un controlador permite cierta flexibilidad para la optimización, ya que puede optimizar la selección de los MOSFETs para cada condición específica. También permite una mayor difusión de calor en la pizarra para la gestión térmica . La obvia disyuntiva aquí es la necesidad de más espacio en la placa.
Mientras tanto, las corrientes en la unidad de banda base puede ser tan alta como 60A por ferrocarril y requieren soluciones de alimentación multifase. El número de componentes pasivos para estos una mayor potencia de salida de los carriles-condensadores en este caso aumenta para satisfacer las necesidades transitorias. El MAX15301 se puede configurar para funcionar como un stand-alone o en una solución multifásica.
El controlador MAX15301 digital, sin embargo, cuenta con una función de ajuste automático patentado que simplifica diseños. Ahora, el usuario no necesita un ingeniero para compensar la fuente de alimentación y puede ser asegurado de una compensación óptima. La integración de telemetría también reduce la necesidad de circuitos integrados externos, lo que permite un diseño más densa.
Resumen
Estación base de trazado de alimentación deben hacer concesiones entre el tamaño, la eficiencia y el rendimiento.Las nuevas soluciones de energía basados en telemetría digital son simples, flexibles y escalables. Estación de Base-sistemas diseñados alrededor de la MAX15301 será más integrada y flexible. Con la monitorización componente constante, el rendimiento global puede ser optimizada y es más confiable. Al final, la telemetría digital hace malabares con los desafíos trade-off más sencillo.
Intune es una marca comercial de Maxim Integrated Products, Inc.
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