GSMA在9月最新發布的《2018年全球移動趨勢報告》揭示:5G已經到來。到2025年,5G將占全球移動連接的15%。5G/IoT機會正在向企業轉移。5G和物聯網將在企業領域開辟一系列新的機會,從現在到2025年,將再增加100億個工業物聯網連接。
圖1:5G已來。到2025年,5G將占全球移動連接的15%。
眾所周知,從2G、3G、4G到5G,不管是射頻信號鏈器件還是電源器件,每一次通信系統的迭代里面都有ADI的重度參與。ADI電源產品中國區市場總監梁再信(Lorry)在最近的一次媒體交流會上談到,5G和萬物互聯時代其實對電源技術也提出了新的要求和挑戰,例如對于基站電源來說,到了5G時代,要求則會變得更為苛刻,無論是效率還是可靠性都需要有更大增強。而無電池持續供電則是很多物聯網節點應用場景大規模落地的前提條件。那么我們來看看,創新的電源技術是否已經準備好迎接新時代的到來?
應對5G通信的高功率密度、高穩定性挑戰
正如一些業內專家指出的,未來5G基站的分布可能會更加密集以及分散,因此通訊電源的尺寸以及功率都會比以前更小些,但總體的功率密度以及轉化率、效率都要有所提升。
對此,Lorry表示,從30年前開始,電源效率就不斷提高,但業界大概提高到94%的時候就推不動了,主要原因是電感損耗逐步降低,但MOSFET的損耗卻在增加。而現在,上述問題已得到很好解決,ADI已經推出的效率最高可達99%的電源轉換器。
例如,LT8610A/LT8610AB是緊湊、高效率、高速、同步、單片式、降壓型開關穩壓器,僅消耗 2.5μA的靜態電流。與LT8610相比,這兩款器件均具有較高的最大輸出電流(3.5A) 和較快的最小接通時間(30ns)。LT8610A 具有與LT8610 相同的低紋波突發模式性能,而 LT8610AB 則擁有更高的輕負載效率。
圖2:LT8610AB具備更高的輕負載效率。
當下的5G通信系統需要非常高的功率密度,因此,芯片的功耗和轉換效率面臨較大的調整。Lorry介紹說:“傳統的DC/DC電源,因為MOSFET的開關損耗和電感轉換損耗的存在,效率沒有辦法在當前構架下取得突破性進展,ADI在研發了一種沒有電感的變換器LTC7820,可以將效率提升到99%。但是因為典型工作原理是將輸入電壓對折降壓變換,不能調整輸出電壓,因此ADI又開發了一個混合型的開關電源LTC7821,綜合了無電感高效變換器和高性能降壓電路的優點,加以其它技術與原理應用,在輸出電壓可以隨意調整的同時,依然將效率保持在97%以上?!?/span>
圖3:無電感總線轉換器LTC7820可在郵票大小的面積上實現97%以上的效率。
ADI在通信應用的電源技術創新和調整方面還做了很多其它的改進。比如結合理想二極管的優點支持熱插拔,能夠讓通信系統實現更低壓差,更高效率和更高穩定性。
圖4:理想二極管和熱插拔控制器結合為通信系統提高更好的穩定性。