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克服蜂巢式M2M數據機電源設計挑戰的新方法

上網時間: 2014年01月24日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:電源  M2M  數據機  蜂巢式網路  4G 

受惠於越來越廣泛、且容易使用的蜂巢式數據機模組的支援,在機器對機器(M2M)上進行資料交換的工業應用正日益普及。Sierra Wireless 和 Cinterion 等供應商提供的數據機模組可處理在 2G、3G 或 4G 蜂巢式電話網路上運作的嵌入式設備所要求的所有 RF 及協議功能。然而,這仍要求系統設計師完成可確保數據機在整個運作溫度範圍內,以及在任意負載下按照其規格運作的電源電路。

本文描述了目前電源電路設計師所面臨的挑戰,並說明了混合積體電路元件類型之所以非常適合 M2M 數據機應用內產生的要求組合的原因。

優秀的電源電路設計可在消耗少量電力的情況下依規定的 RF 運作,並能支援峰值發射功率規範。

•RF 運作 ──電源雜訊(輸出電壓紋波)會嚴重損害數據機的靈敏度,縮小其範圍並降低資料速率。

•發射功率──在 M2M 設計中,天線普遍具有低效率的特點。PCB 天線尤其如此,常常需要安裝於有限的空間內,造成天線過小或擺放位置不良等情況。在理想條件下,數據機模組製造商們趨向於使用高效的窄頻天線規定設備的功率要求,而在實際應用中,數據機模組製造商則普遍使用低效的寬頻天線,在多個頻率發射和接收訊號(雙頻、三頻及四頻數據機)。這表示,最大發射功率將普遍高於模組資料表上所述的數值。功率設計不足和效率差的天線的結合,會威脅數據機對放射法規的遵從性及其對 3GPP (蜂巢式網路)和其他標準的符合性。

•功率損耗──工業和汽車應用常須在高環境溫度下(通常為 85°C)消耗功率損耗。當電源供應的電壓調整是由低壓差穩壓器 (LDO) 提供時 — 情況常常如此 — 設備內的高損耗常需採用大型散熱器,以及可讓冷卻空氣流動的攻堅。結果: 最終產品大於應有尺寸,消耗並浪費的功率也更高。

請下載完整版PDF文件:克服蜂巢式M2M數據機電源設計挑戰的新方法

作者:Anthony Pele / 麥瑞(Micrel)資深現場應用工程師





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