安-8019 使用 集成负载开关和buck变换器

介绍 ：在便携式电子产品市场，无线网络允许人们在任何地方，任何时间有效地交流，没有电线。这是需要考虑的关键因素之一当设计便携式电子产品时。无线调制解调器是连接到无线网络而不是电话系统。连接无线调制解调器，直接连接到无线Internet服务提供商。全球移动（GSM）和通用分组无线系统服务（GPRS）无线调制解调器，由VBUS线路供电提供了一个很好的方法来实现便携式设备环境。然而，这种调制解调器设计，导致电源管理问题，因为GSM和gprs发射机需要高达2a的峰值电流，超过USB电源的最大电流容量来源。现在，大多数USB端口最多只能提供5V时为1A。为了更好的可靠性，设计者必须考虑几个设计因素；包括输入过电流避免USB电源过载的保护（OCP）源，一个强大的降压转换器，以充分利用有限的输入源和批量输出电容器在GSM和gprs传输。fpf2195、intellimax™负载的组合开关，FAN8060直流-直流转换器提供GSM/GPRS调制解调器设计器，具有输入OCP和最大输出电流极限满足功率脉冲负载的要求。fpf2195 intellimax是可调电流为0.15至1.5A的功能负载开关极限和低导电电阻。

FPF2195可以是安装在小型PWB（印刷线路板）上保持健康的热性能。风扇8060是同步降压dc/dc变换器1.2兆赫频率，允许低剖面感应器以95%的效率对大输出电容器进行安全充电。FAN8060最大输出电流保护防止在输出短路期间关闭集线器系统条件。GSM/GPRS电源需求在通过运营商、GSM和GPRS传输信号时系统需要高达2A的峰值电流。这需要一个正常情况下较长时间的脉动电流电源管理设计。GSM发射机消耗单槽周期时峰值电流为2 A，持续577微秒由八个时隙组成的一个时隙。一个gprs10类发射机（两个上行时隙）需要同一峰值电流振幅，8次中的1.15ms为2次插槽。在其他六七个插槽中，电流降低到大约100mA，所以平均值。GSM和570mA的脉冲负载电流为340ma对于gprs。图显示了GSM和GPRS用于评估电源管理的传输模型本文描述的电路。

矩形电流脉冲代表最坏情况保证供电设计顺利进行的条件GSM/GPRS调制解调器负载。以满足这种脉冲负载条件，设计师应该考虑几个方面基于usb的gsm/gprs无线调制解调器设计输入源。首先，电源不应过载自供电USB集线器的有限功率规格。虽然电源规格是5V和500mA，但是在目前的供应能力下似乎有一定的裕度因为市场上的大多数USB集线器可以提供高达1A的以覆盖下游的可变便携应用程序。其次，DC/DC降压转换器应覆盖周期性2A输入电流受限的脉冲负载条件。此外，它应该调节大多数电源所需的3.6V输出放大器。最后，适当的水库出力电容器应该放在功率放大器的前面在传输过程中提供脉冲电流。FPF2195和FAN8060组合

FPF2195提供三种不同的电流限制操作：自动重启、消隐后关机、电流源类型（见表1）。FPF2195具有可调电流限制允许编程所需OCP级别的范围有一个外部电阻。这将导致电流极限精度的±25%。在图中，使用900Ω外部电阻（见方程式1）。这样可以防止USB输入源过载。控制主5V输入线降低传导损耗，5V时44MΩ的典型传导电阻为推荐。1毫米x1.5毫米x0.65毫米WLCSP封装允许设计师更有效地使用pwb空间其140°C热关机，10°C滞后保护从FPF2195进入热失控。

与OCP的FPF2195、FAN8060、A 1A配合使用同步降压转换器，管理2A脉冲负载应用。它的1.2兆赫固定开关频率允许对于低剖面感应器，这是紧凑型电源管理应用的理想选择。用户定义的外部补偿提供更灵活的设计满足需要大容量电容器的动态特性在大多数脉冲负载条件下。使用软启动销，启动时间可调，无需大涌流充电储能电容器。图显示了给输出电容器充电。而你的上升时间是23ms，82nf电容器用于缓慢开启系统。该同步器的引脚可用于两个最大负载限流功能与改善电磁干扰特点。当同步管脚连接到车辆识别号时接地时，电感电流峰值限制在0.6a分别为1.2a。此外，当应用外部同步引脚的脉冲宽度调制信号，内部振荡器同步以改善电磁干扰特性。基于GSM/GPRS的规模和持续时间脉冲模式，选择输出电容器以满足功率放大器的输入电压降。理想情况下，这个应在建议的最小输入值范围内。假设输入电容器向负载提供能量在传输模式下，ESR（等效系列输出电容的电阻）在使输出电压下降。输出电压降为由方程式定义：其中I脉冲和T脉冲是脉冲和cout是输出电容。这代表忽略输入电流的最坏情况由FAN8060和FPF2195电源提供。在这种设计，两个1500μF TPME158K004R0015钽使用来自AVX的电容器，每个电容器的ESR为15MΩ。

对fan8060的外部补偿电路进行了优化对于两个1500μF输出电容器和2A峰值脉冲负载条件。图显示了瞬态使用GSM/GPRS Class-10脉冲负载验证动态回应。在图7中，它假设2A峰值持续1.15毫秒，代表最坏情况。在GSM模式577微秒脉冲负载，风扇8060伏降低300毫伏并重新充电输出电容1.5ms。在gprs模式下，vout降低到3.08v，并且给Vout充电2毫秒。Vout下降300到520mv，在大多数功率放大器。表2显示了一个性能gsm与gprs的10类通信方式比较。

保护和效率fpf2195和fan8060提供了两个关键优势。这个FPF2195提供输入OCP以确保脉冲负载在GSM/GPRS传输过程中不会损坏USB电源管理块的集线器侧意外重置。风扇8060提供所需的2A峰值电流和充电输出电容。这个将5V USB输入源的输入电流限制为600毫安。此外，FAN8060提供最大值。输出电流限制保护，防止输出负载下的恒短状态，如图所示当风扇8060的电感电流达到在短条件下预设阈值，内部误差放大器信号被拉到地上，感应器电流降为零。直到电感电流上升到输出ocp阈值，输入电流限制为600MA由FPF2195保证输出短路状态不影响USB输入容量。

FPF2195和FAN8060电源达到95%所示平均电流消耗范围的效率在图中。4.62ms期间的平均负载电流GSM和GPRS传输分别为340MA和570mA。