?非隔離集成式DC-DC電源模塊在光模塊中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2022-01-24 17:42:03 瀏覽：1260
光模塊的PCB板因其尺寸受限和散熱需求，通常對(duì)電源部分要求越來(lái)越苛刻，同時(shí)隨著光模塊的更高的數(shù)據(jù)速率逐年迭代升級(jí)，從100Gbps、 400Gbps， 而且很快就會(huì)達(dá)到 800Gbps。 有限的尺寸，并需要電源支撐越來(lái)越高的電流，為光模塊上的CDR、DSP供電，甚至一些光模塊上的芯片高度被要求限制在1.2mm 以下。
我們推進(jìn)目前主流的集成式DC-DC電源模塊品牌TI 和臺(tái)達(dá)Cyntec 。
光模塊主要的電源應(yīng)用部分如下：
在給MCU的電源軌供電的時(shí)候，通常采用小于0.6A ，和1A 、2A的電流，MCU的工作電壓適合1.8~3.3V。
電流 | TI電源 | Cyntec電源 |
0.6A | TPS62802YKAR | MUN3C1CR6-SB |
1A | TPSM82821SIL | MUN3CAD01-SB |
2A | TPSM82822SIL | MUN3CAD02-JE |
在實(shí)際的電源選型方面，如選用更高電流的電源的好處是，可以在滿足額定電流運(yùn)行時(shí)，效率更高。以 1A 負(fù)載電流運(yùn)行 1A TPS62802 可實(shí)現(xiàn)約 88% 的效率， 而以相同的 1A 負(fù)載運(yùn)行 2A TPSM82822 電源模塊可實(shí)現(xiàn) 91% 的效率。這種效率的提高有助于減少系統(tǒng)中的功耗。
為EAM供電的電源軌，需要有5V 的電壓，建議采用 TPS82130 ，或MUN3CAD03-SE ，這些都是集成了電感的模塊產(chǎn)品，極大地節(jié)約了PCB空間。
電流 | TI電源 | Cyntec電源 |
3A | TPS82130SILR | MUN3CAD03-SE |
2A | TPS82140SILR |
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1A | TPS82150SILR |
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光模塊的接收電路包括TIA、光電二極管或APD，它將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流脈沖， 并發(fā)送到跨阻放大器(TIA)， 后者將信號(hào)輸出為電壓供 DSP 進(jìn)行解密。這些元件可能需要比 3.3V 輸入所提供的電壓更高的電壓才能正確偏置。通過(guò) 3.3V 輸入電壓調(diào)節(jié) 3.5V 電源軌需要使用降壓/升壓轉(zhuǎn)換器。使用降壓/升壓轉(zhuǎn)換器， 即使輸入電壓非常接近輸出電壓， 并且輸入電壓因線路或負(fù)載瞬變而變化， 也能適當(dāng)調(diào)節(jié)輸出電壓。降壓/升壓轉(zhuǎn)換器可根據(jù)運(yùn)行條件在降壓、升壓和降壓/升壓運(yùn)行模式之間自動(dòng)切換。
若要為光電二極管供電， 請(qǐng)選擇解決方案尺寸較小的降壓/升壓電源。 TPS63810 采用小型 WCSP 封裝并使用 I2C接口設(shè)置輸出電壓， 將電阻器減少了兩個(gè)， 從而減少了元件數(shù)。
此外， 輸出電壓可能需要適應(yīng)系統(tǒng)中的溫度或功耗。 I2C 接口為動(dòng)態(tài)更改輸出電壓提供了一種簡(jiǎn)單方法， 并允許使用強(qiáng)制 PWM 模式以在低正向電流時(shí)保持低紋波。
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