USB無(wú)線調(diào)制解調(diào)器的功率管理考慮事項(xiàng)

　　USB端口是電子設(shè)備中最流行的接口，幾乎無(wú)處不在。雖然說(shuō)USB 2.0規(guī)范規(guī)定USB端口可作為主機(jī)設(shè)備為下行功能提供2.5W/5V/500mA的電源，但實(shí)際中大多數(shù)USB電源在設(shè)計(jì)中都留有一定的裕量，電流會(huì)大于500mA，其具體數(shù)值因電子設(shè)備制造商而不同，有時(shí)甚至高至每端口1.5A。

　　圖1所示為一個(gè)多頻帶網(wǎng)絡(luò)USB無(wú)線調(diào)制解調(diào)器的通用系統(tǒng)模塊示意圖。其前端電源模塊包括一個(gè)限流開關(guān)、一個(gè)步降轉(zhuǎn)換器和幾個(gè)mF數(shù)量級(jí)的充電電容器。它的輸出電壓取決于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在3.6~3.8V之間。

　　對(duì)于GSM/GPRS調(diào)制解調(diào)器，尤其需要小心謹(jǐn)慎，因?yàn)榘l(fā)送期間GSM/GPRS框架8個(gè)時(shí)隙中的一個(gè)或兩個(gè)時(shí)隙需要2A峰值電流。2A峰值電流的脈寬為577μs，周期為4.615ms (217Hz)，如圖2所示。本文將討論支持class 8 (1 上行鏈路 + 4 下行鏈路) 和 class 10 (2 上行鏈路 + 4 下行鏈路) 的電源設(shè)計(jì)。

　　從系統(tǒng)功率的角度來(lái)看，設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)在于VBUS應(yīng)該保持在4.4V之上以滿足USB 2.0規(guī)范的要求，而GSM/GPRS PA的最小輸入電壓通常必需為2.9~3.0V，以確保安全工作。

　　圖3所示為GSM/GPRS class 8條件下的典型波形。褐色線代表降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓(設(shè)置為3.8V) 或RF PA的輸入電壓，其在2A峰值負(fù)載期間下降至3.3V，由綠色線表示。不過(guò)，藍(lán)色線表示的VBUS 十分穩(wěn)定，這是因?yàn)閷?duì)USB主機(jī)設(shè)備的輸入進(jìn)行了限流，同時(shí)充電電容器可以支持超過(guò)輸入U(xiǎn)SB功率的瞬態(tài)峰值功率。