5G基建催生庞大电源需求,且看罗姆的应对之策

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<围绕5G基建的市场动向>当下,正处于4G和5G的交接期,基站的建设格外引人关注。4G时代,中国三大运营商的运营频段主要集中在900MHz和1 8GHz,而室外5G的频谱规划为3 4~3 6GHz和4 8~4 9GHz。按照衰减公式,频率越大衰减

<围绕5G基建的市场动向>

当下,正处于4G和5G的交接期,基站的建设格外引人关注。4G时代,中国三大运营商的运营频段主要集中在900MHz和1.8GHz,而室外5G的频谱规划为3.4~3.6GHz和4.8~4.9GHz。按照衰减公式,频率越大衰减很快。照此预计,中国三大运营商最终建设的5G基站数量将是4G时代的数倍。即使为了经济效益最大化,三大运营商挑选4G+5G的混合信号覆盖法律依据,新增的5G基站数量也将达到数百万。

从特征而言,5G基站和4G基站并这样差别,都在BBU设备、RRU设备和天线。其中,BBU设备负责基带数字信号处理,RRU设备负责信号数模转换、调制和PA放大,天线负责信号发射。不过,可能5G的核心组网和4G完全不同,怎么让4G基站对于5G网络建设的帮助都可不都都后能 说是微乎其微,需用要重建。怎么让,中国三大运营商挑选SA(独立组网)也是明智之举。

在5G基站重建和新建的过程中,改变的不仅仅是天线、BBU设备和RRU设备,配套资源也需用更新。这其中,电源换新是有点硬要的一步,包括基站电源和供电电源。5G基站供电系统主要包括UPS(Uninterruptable Power System,不间断电源)和HVDC(High-Voltage Direct Current,高压直流)。UPS需用对原有4G基站进行扩容,HVDC则需用新建。

随着5G信号逐渐大规模覆盖,几滴 5G基站的新建与重建以及4G基站的扩容可能逐步开工,这势必会为电源市场带来新的可能,对锂电池、机房温控设备、基础元件的需求都将激增。

同去,不同的供电法律依据也对基础元器件提出了不同的挑战。对于基站电源和UPS而言,要求元器件具有更高的可靠性、保护性和可维护性;对于HVDC而言,元器件需用可不都都后能 承受高压条件,同去也要符合HVDC供电的高速率单位和低运营成本。

作为全球知名半导体厂商,罗姆(ROHM)针对无线基站推出了多款处理方案,包括SiC功率元器件、MOSFET和DC/DC转换器等,助力电信运营商及设备生产商更好地完成4G到5G的平稳升级。

罗姆面向基站的处理方案示意图

本文将介绍在面向基站的上述处理方案中的重点产品。

<针对UPS供电的电源IC>

罗姆针对UPS供电法律依据(①),提供外置FET的升降压开关控制器“BD9035AEFV-C”、1ch同步降压型DC/DC转换器“BD9B2004QWZ”以及“BD9F2000MUX”。

首先,升降压开关控制器“BD9035AEFV-C”的主要特征如下:

●升降压自动控制

●高精度开关频率:±7%(Ta = -40~+125℃)

●PLL同步频率:200k~2000kHz

●采用单个外置电阻的双杠杆过流保护

●搭载UVP、OVP、UVLO、TSD保护功能

●恒定输出监视器引脚(PGOOD)

●符合AEC-Q200

BD9035AEFV-C的输入电压范围为3.8V~200V,开关频率在200kHz~2000kHz,可不都都后能 在-40℃~+125℃工作温度范围内稳定运转。哪几种优质特征让其不仅可不都都后能 用于基站建设,还可不都都后能 应用于汽车设备、工业设备和有些电子设备。

BD9035AEFV-C应用电路

其次,1ch同步整流降压转换器“BD9F2000MUX”的主要特点如下:

●内置低导通阻抗功率MOSFET的1ch同步降压转换器

●导通时间恒定的控制法律依据可提供快速的瞬态响应,不不内部补偿回路

●宽输入电压范围:4.5V~28V

●非常适用于12V系统电源

●绝对最大额定电源电压:200V(VIN)

●搭载过流保护、短路保护、过温保护、欠压保护等完善的保护电路

BD9F2000MUX输入电压范围为4.5V~28V,开关频率在200kHz或2000kHz,最大输出电流为8.0A,封装尺寸为3.5mm×3.5mm×0.6mm。在基站建设方面,可用于DSP、FPGA、微处理器等的降压电源。此外,也可用于液晶电视、DVD /蓝光播放器、录像机、机顶盒等消费电子设备。

BD9F2000MUX应用电路

第三,1ch同步整流降压DC/DC转换器BD9B2004QWZ的主要特点如下:

●内置低导通阻抗功率MOSFET

●输入电压范围:2.7 V~5.5V

●输出电压范围:0.8V~VIN × 0.8V

●参考电压:0.8V±1.0%

●开关频率:1MHz/2MHz

●输出电流:3A

BD9B2004QWZ的主要优点是通缺乏速率单位实现低功耗工作。Deep-SLLM控制(升级版低负荷高速率单位模式)可实现200%以上的速率单位。同去,BD9B2004QWZ是内置MOSFET的同步整流器,不不内部FET和二极管,节省安装空间,实现了低成本。

基于上述该人 的优点,BD9B2004QWZ和BD9F2000MUX虽然特征各不相同,怎么让应用范围基本相同,可用于基站建设中DSP、FPGA、微处理器等的降压电源,也可用于液晶电视、DVD /蓝光播放器、录像机、机顶盒等消费电子设备。

BD9B2004QWZ应用电路

<针对HVDC供电的电源IC>

针对HVDC供电法律依据(②),罗姆提供200V/3A DC/DC 转换器“BD9G341AEFJ-LB”等产品。

“BD9G341AEFJ-LB”的主要特点如下:

●推荐输入电压:12~76V

●基准电压精度:±1.5%(25℃)

●开关频率:200k至7200kHz(典型值)

●最大输出电流:3.0A(Max)

●最小过电流检测阈值:3.5A(min)@Tj=200℃

●最大结点温度:Tjmax=200℃

BD9G341AEFJ-LB内置200V/3.5A/200mΩ的Nch功率MOSFET,采用电流模式控制,实现了高速瞬态响应和简便的相位补偿设定。除了内置过流保护、欠压锁定、过热保护、过压保护等哪几种基本保护功能外,还能实现了0μA待机电流和软启动。相比一般产品,BD9G341AEFJ-LB实现了诸多方面的突破,包括更高的工作电压、更大的工作电流和更小的封装尺寸等。在200kHz、Vo=5V、VCC=24V的工作条件下,当输出电流在0~200mA范围时,BD9G341AEFJ-LB相较于一般产品在能效上提高了8%-17.6%。

为了满足未来包括基站电源在内的庞大的市场需求,罗姆将在DC/DC转换器方面继续开发相关产品。

<为5G基站带来革新的SiC功率元器件>

当然,除了供电法律依据处于变化,5G基站建设对器件材料变革都在推动作用。可能高频、高温、抗辐射以及大功率等挑战,以SiC功率元器件(③)为首的高性能半导体材料将在5G建设上有重要应用。为了帮助客户更好地应对5G基站建设过程中的上述挑战,罗姆可能推出第三代碳化硅材料的肖特基势垒二极管(SiC-SBD)。

罗姆SiC-SBD产品开发示意图

相较于第二代产品,第三代拥有更好的正向电压(VF)特征和更好的反向电流(IR)特征。

得益于罗姆第三代SiC-SBD更好的VF和IR特征,客户在设计产品的过程中都可不都都后能 采用更低的开启电压,在正向切为反向时,为了降低功耗,器件将产生更小的瞬态电流。怎么让,可能SiC-SBD的瞬态电流本质上不随正向电流变化,恢复时产生的恢复电流很小,降低了系统噪声。

相比一般产品,第三代 6200V SiC-SBD表现出更好的产品性能,包括实现更高的IFSM,更低的漏电流,以及进一步降低VF等。

目前,罗姆在6200V SiC-SBD方面拥有富于的产品组合。

罗姆6200V SiC-SBD产品阵容

面对5G基站建设简化的需求和简化的应用环境所带来的挑战,罗姆将持续保证所供应电源器件的稳定性和耐久性,助力运营商和设备厂商完成高速稳定的网络覆盖。当然,除了亲戚朋友熟知的电源器件,罗姆还供应电流传感器和LVDS接收器等有些元器件,了解更多器件,请登录罗姆官网查看详情。

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