USB無線調制解調器的功率管理考慮事項

　　USB端口是電子設備中最流行的接口，幾乎無處不在。雖然說USB 2.0規范規定USB端口可作為主機設備為下行功能提供2.5W/5V/500mA的電源，但實際中大多數USB電源在設計中都留有一定的裕量，電流會大于500mA，其具體數值因電子設備制造商而不同，有時甚至高至每端口1.5A。

　　圖1所示為一個多頻帶網絡USB無線調制解調器的通用系統模塊示意圖。其前端電源模塊包括一個限流開關、一個步降轉換器和幾個mF數量級的充電電容器。它的輸出電壓取決于設計標準，在3.6~3.8V之間。

　　對于GSM/GPRS調制解調器，尤其需要小心謹慎，因為發送期間GSM/GPRS框架8個時隙中的一個或兩個時隙需要2A峰值電流。2A峰值電流的脈寬為577μs，周期為4.615ms (217Hz)，如圖2所示。本文將討論支持class 8 (1 上行鏈路 + 4 下行鏈路) 和 class 10 (2 上行鏈路 + 4 下行鏈路) 的電源設計。

　　從系統功率的角度來看，設計挑戰在于VBUS應該保持在4.4V之上以滿足USB 2.0規范的要求，而GSM/GPRS PA的最小輸入電壓通常必需為2.9~3.0V，以確保安全工作。

　　圖3所示為GSM/GPRS class 8條件下的典型波形。褐色線代表降壓轉換器的輸出電壓(設置為3.8V) 或RF PA的輸入電壓，其在2A峰值負載期間下降至3.3V，由綠色線表示。不過，藍色線表示的VBUS 十分穩定，這是因為對USB主機設備的輸入進行了限流，同時充電電容器可以支持超過輸入USB功率的瞬態峰值功率。