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低EMI DC/DC模块解决方案有助于降低5G基站的复杂性

时间:2020-06-05 09:00来源:摘选网络 作者:admin

5G电信标准旨在满足家庭和工业自动化、自动驾驶汽车、医疗保健和智能可穿戴设备等市场中,智能手机和智能连接设备不断增长的数据量要求。5G通过使用所谓的“大规模多输入多输出(massing-MIMO)”天线阵列,使每个基站能够进行更多的数据连接。

现有的4G基站每个阵列最多可以使用四个发射器和四个接收器元素(4x4 MIMO)。相比之下,预计5G将使用多达64个发送器和64个接收器大规模MIMO阵列。除了每个基站节点具有更多信道外,5G还将以约1ms的极低延迟支持比4G网络高100倍的数据速率。

所有这些意味着每个基站将需要更多的调制解调器、数据转换器和高速基带数字处理,这不可避免地意味着将消耗更多的功率。据估计,5G基站可能需要比现有4G设计多三倍的功率。硬件设计人员面临着寻找电源解决方案的挑战,这些解决方案可将所有这些额外的处理和电子设备压缩到类似于现有4G基站机壳的外形尺寸中。与传统的离散DC/DC IC和基于外部电感器的解决方案相比,这种增加的电路板组件密度要求匹配节省空间的解决方案,以实现更高的效率和更低的EMI。

基站通常使用48V输入电源,DC/DC转换器将其降压至24V或12V,然后进一步降压至3.3V至1V以下的许多电源子轨,以在基带处理阶段为ASIC供电。由于要产生如此多的电源轨,那么使用具有控制IC和内部或外部功率MOSFET以及使用外部电感器和电容器的传统分立降压DC/DC转换器,将是一项复杂而耗时的任务。对于每个转换器,必须考虑正确的电感尺寸和结构,输入电容量,输入滤波和输出电容。还必须考虑其他因素,例如操作频率和排序能力。

必须仔细布置和布置滤波器组件,以最大程度地减少由转换器和电感器电路中的开关电流引起的传导和辐射EMI。DC/DC转换器通常通过电流回路中的磁场产生传导EMI,而在输出功率MOSFET开关节点与地之间以及输入电容器与地之间,会产生电流回路。它们还会从MOSFET开关节点到电感器连接之间产生辐射电场EMI,该辐射电场dV/dt高,因为它不断从高输入电压电平切换到地,并且还产生于电感器本身产生的电磁场。

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