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          LED電源系統結構優化及線性調節器的應用

          高速通信產品(如ADSL、ROUTER等)通常需要一路或多路低電壓供電電源,如3.3V、2.5V,甚至1.8V,由于MCU或DSP處理速率很高,因此消耗電流也很大,如16路ADSL局端板的3.3V電源需要高達8A的電源,而1.8V電源需要的供電電流則更大(達10A)。雖然傳統的開關電源模塊能夠滿足上述要求,但在成本、體積、熱損耗等方面仍給電流設計人員帶來很大的壓力。
              1. 系統結構的優化 
              傳統的通信產品需要的電源數目較少,且通常以+5V為主電源,開關電源不失為一種好的選擇。但是隨著高速、寬帶通信產品的出現,DSP或MCU所需要的供電電壓越來越低,內核電壓已降至3.3V、2.5V,甚至1.8V。另外,為了能與外部芯片,如ELASH、SDRAM及其他外圍器件接口,還需要5V、3.3V 供電電壓。對于這類需要多組電源供電的產品,電源設計面臨著體積大、價格昂貴、低壓大電流輸出,特別是多路輸出時效率較低等諸多挑戰。如果完全采用電源模塊,則會使產品成本增加、系統供電壓力增大,更重要的是,所占線路板面積較大,從而造成系統PCB布局困難。因此,設計時需合理地將電源模塊與DC/DC轉換芯片相結合,對電源進行優化設計。
              2. 線性調節器的應用 
              利用線性穩壓器從5V或3.3V電源中采用降壓方式來獲得所需要的3.3V、2.5V或1.8V電壓。這在系統所需低壓電源電流較小時(如幾百毫安),采用如圖所示電路是一種較好的低成本解決方案。不僅如此,由于線性電源具有干擾小、輸出噪聲低等優點,它還能為DSP或MCU內核提供很穩定的電壓。然而,如果內核需要低壓電流較大時,如有的16路ADSL可能需要1.8V電源提供10A的輸出電流、千兆以太網交換系統可能要求3.3V電源提供8A的電流。對于前者,如果是從3.3V電源中采用線性電源降壓方式獲得1.8V,則該電源消耗的功率為 
              P1=(3.3-1.8)×10=17W 
              轉換效率僅為 
              Po/(P1十Po)=(18/33)×100%=54%                                   
          式中,Po為電源輸出功率;P1為電源消耗功率。 
          除此之外,該電源為了保證正常工作,需要占用很大的PCB面積以便散熱,同時負載還需要與該電源保持一定距離,否則系統性能會由于溫升太高而受到影響。

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