提高无线基础设施电源效率的一些动态和技术

损失的能量会产生热，因此必须在电路板上对其进行散热处理，这样便限制了紧凑型解决方案的诞生，同时也增加了延长平均无故障时间 (MTBF) 所需的散热冷却的成本。

多年以来，点负载 DC/DC转换器的最大工作频率一直朝着 1MHz 以上不断升高，以使用更小的输出电感和电容。这样做的后果是栅驱动和开关损耗增加，其与降低效率的开关频率成正比。许多设计人员转而使用更低工作频率，约 500kHz，旨在提高效率并解决最小导通时间限制问题。改进的工艺和封装技术生产出了比前几代产品漏-源导通电阻低 25% 的集成 MOSFET 新型单芯片和多芯片模块。设计人员现在可以在不牺牲效率的条件下利用集成 MOSFET 提供的空间节省优势。例如，TI的 TPS54620 使用小型 3.5x3.5mm 封装通过一个 12V 电压轨提供6A的电流，该封装小于大多数要求外部 MOSFET 的高性能 DC/DC 控制器的尺寸。

如果电路板空间允许的话，则带有外部 MOSFET 的 DC/DC 控制器可以通过更低的电阻 MOSFET 来提高效率。请考虑低品质因数的功率 MOSFET，或者被栅极电荷倍增的导通电阻。一个最佳栅极电荷性能的 MOSFET 和一个传统 MOSFET 之间的功率耗差随开关频率渐增而越来越大。例如，含NEXFETTM 技术的功率MOSFET 可以提供 2 – 5 % 效率增益，因为门极充电和导通电阻特性改善了。

传统上而言，使用 OR-ing 功率二极管是组合电池备用或冗余电源来确保无线应用可靠性的一种简单方法。而使用 MOSFET 代替则可提供更高的效率，因为 MOSFET 的压降比二极管要低得多。例如，相比 OR-ing 二极管，通过使用 OR-ing FET 控制器，一个 12-V、5-A 的应用可节省多达 5W 的功耗。一个 12-V、20-A 的应用可节省 15W 的功耗。TPS2410 是一款全功能型 OR-ing FET 控制器，其可控制 0.8～16.5V 的电源轨。

作者：Rich Nowakowski

德州仪器 (TI) 产品营销经理