針對電信和網絡應用的安森美半導體DC-DC電源參考設計示例

2) 隔離電源轉換：基于NCP1031的2 W偏置電源參考設計
　　針對基站和網絡中的偏置電源應用，我們假定其目標規范為：輸入電壓+48 V、輸出電壓12 V、輸出功率2 W，目標能效高于80%，有隔離要求。這些目標規范要求應用具有小尺寸和高功率密度，支持元件數量盡可能地少，并且具有寬輸入范圍，覆蓋+48 V電信應用。

　　針對這方面的應用要求，我們可以采用安森美半導體的PWM控制器及電源開關NCP1030。實際上，NCP1030及NCP1031是安森美半導體推出的一系列小型高壓單片開關穩壓器，具有片上開關及啟動電路，能夠配置為正激或反激等單端拓撲結構；其中，NCP1030適合于需要高至3 W功率的應用，而NCP1031適合于需要高至6 W功率的應用，本參考設計中我們選擇的是NCP1030。

　　NCP1030具有內部啟動穩壓器，直接采用輸入電壓進行供電，還集成門驅動和200 V電源開關，降低了電磁干擾(EMI)。其中的電源開關電路采用SENSEFET?技術來監控漏電流(NCP1030的漏電流限制閾值為0.5 A)，用于提升能效。總的來說，NCP1030是一種集成方案，集成開關管、PWM控制器及監控電路。采用NCP1030實現的電信偏置電源占位面積僅為0.032平方英寸，相比較而言，采用TL384x和MAX6457A等競爭器件實現的偏置電源占位面積達0.344平方英寸，如圖3所示。

圖3：基于NCP1030的偏置電源比其他解決方案節省超過90%的占位面積。

　　測試數據顯示，基于NCP1030的偏置電源實現高于80%的能效，線路穩壓精度和負載穩壓精度分別達到0.5%和8%，適合48 V輸入電壓，提供12 V輸出電壓入2 W輸出功率，并采用反激拓撲結構，符合目標規范要求。

3) 非隔離電源轉換：基于NCP3121的電信負載點電源參考設計
　　分布式電源系統一種常見的電源分配方法是先將48 V電壓先轉換為12 V電壓，再通過負載點(POL)轉換器將12 V電壓轉換為負載所需的電壓，常見的有5.0 V和3.3 V等。相應地，我們假定這POL電源參考設計的規范為：輸入電壓+12 V(精度±10%)，兩路輸出分別為5.0 V@3 A和3.3 V@3 A，能效高于80%，無隔離要求，小尺寸及高功率密度等。

圖4：NCP3121內置自動追蹤和排序功能，無須使用外部排序器

　　電信應用中的負載點(POL)轉換器會涉及到為DSP、ASIC、FPGA或CPU等敏感電路供電，需要提供不同負載所需的不同電壓，并且具有上電和掉電排序能力，還需要具有小尺寸和高功率密度，能夠提供大批量、低成本的解決方案。相應地，我們可以采用安森美半導體的NCP3121集成雙路3 A降壓穩壓器。這器件設計用于需要高能效的低壓應用，能夠產生低至0.8 V的輸出電壓。這器件具有200 kHz至750 kHz的可調節開關頻率(由外部電阻設定)，具有寬溫度范圍的精密內部參考，采用改善熱性能的QFN封裝。NCP3121能夠作為獨立開關轉換器操作，同時內置自動追蹤和排序特性，保護上電和掉電的排序，防止錯誤數據加載至輸入/輸出(I/O)緩沖器，保護ASIC等免受損傷，如圖4所示。NCP3121內置的自動追蹤和排序能力，消除了使用外部電源排序芯片來管理這項功能并保證性能的需要。

　　基于NCP3121的雙路輸出3 A/3 A電信負載點電源參考設計采用降壓拓撲結構，支持10.8 V至13.2 V的輸入電壓，提供5.0 V@3 A和3.3 V@3 A兩路輸出，符合于xDSL等電信負載點電源應用要求。

　　除了上述解決方案及參考設計，安森美半導體還提供其它分布式電源解決方案及參考設計，如基于NCP1034解決方案的網絡電源參考設計、基于NCP3102解決方案的基站電源參考設計等。更多安森美半導體DC-DC電信和網絡電源解決方案請參見相關培訓教程(www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND347-D.PDF)。