?非隔離集成式DC-DC電源模塊在光模塊中的應用
發布時間：2022-01-24 17:42:03 瀏覽：1228
光模塊的PCB板因其尺寸受限和散熱需求，通常對電源部分要求越來越苛刻，同時隨著光模塊的更高的數據速率逐年迭代升級，從100Gbps、 400Gbps， 而且很快就會達到 800Gbps。 有限的尺寸，并需要電源支撐越來越高的電流，為光模塊上的CDR、DSP供電，甚至一些光模塊上的芯片高度被要求限制在1.2mm 以下。
我們推進目前主流的集成式DC-DC電源模塊品牌TI 和臺達Cyntec 。
光模塊主要的電源應用部分如下：
在給MCU的電源軌供電的時候，通常采用小于0.6A ，和1A 、2A的電流，MCU的工作電壓適合1.8~3.3V。
電流 | TI電源 | Cyntec電源 |
0.6A | TPS62802YKAR | MUN3C1CR6-SB |
1A | TPSM82821SIL | MUN3CAD01-SB |
2A | TPSM82822SIL | MUN3CAD02-JE |
在實際的電源選型方面，如選用更高電流的電源的好處是，可以在滿足額定電流運行時，效率更高。以 1A 負載電流運行 1A TPS62802 可實現約 88% 的效率， 而以相同的 1A 負載運行 2A TPSM82822 電源模塊可實現 91% 的效率。這種效率的提高有助于減少系統中的功耗。
為EAM供電的電源軌，需要有5V 的電壓，建議采用 TPS82130 ，或MUN3CAD03-SE ，這些都是集成了電感的模塊產品，極大地節約了PCB空間。
電流 | TI電源 | Cyntec電源 |
3A | TPS82130SILR | MUN3CAD03-SE |
2A | TPS82140SILR |
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1A | TPS82150SILR |
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光模塊的接收電路包括TIA、光電二極管或APD，它將光信號轉換為電流脈沖， 并發送到跨阻放大器(TIA)， 后者將信號輸出為電壓供 DSP 進行解密。這些元件可能需要比 3.3V 輸入所提供的電壓更高的電壓才能正確偏置。通過 3.3V 輸入電壓調節 3.5V 電源軌需要使用降壓/升壓轉換器。使用降壓/升壓轉換器， 即使輸入電壓非常接近輸出電壓， 并且輸入電壓因線路或負載瞬變而變化， 也能適當調節輸出電壓。降壓/升壓轉換器可根據運行條件在降壓、升壓和降壓/升壓運行模式之間自動切換。
若要為光電二極管供電， 請選擇解決方案尺寸較小的降壓/升壓電源。 TPS63810 采用小型 WCSP 封裝并使用 I2C接口設置輸出電壓， 將電阻器減少了兩個， 從而減少了元件數。
此外， 輸出電壓可能需要適應系統中的溫度或功耗。 I2C 接口為動態更改輸出電壓提供了一種簡單方法， 并允許使用強制 PWM 模式以在低正向電流時保持低紋波。
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