透過幕展看愛立信數(shù)字電源如何解決5G和物聯(lián)網(wǎng)功耗難題

今年年初的美國消費(fèi)電子展上，愛立信展示了其解決方案如何幫助運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)大規(guī)模MIMO技術(shù)等最新的5G功能。而此次慕尼黑上海電子展則凸顯了愛立信數(shù)字電源解決方案在實(shí)現(xiàn)降低5G及物聯(lián)網(wǎng)能耗需求方面的優(yōu)勢。

憑借動(dòng)態(tài)環(huán)路補(bǔ)償、數(shù)字PWM信號(hào)控制，以及可以配置和監(jiān)控接口等優(yōu)勢，數(shù)字電源的應(yīng)用已經(jīng)拓展到越來越多的行業(yè)。得益于愛立信在電信領(lǐng)域強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)，來自電信行業(yè)的很多客戶正從傳統(tǒng)解決方案轉(zhuǎn)向采用愛立信數(shù)字電源解決方案。

據(jù)IHS最新預(yù)測，到2020年聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將達(dá)到307億，而這個(gè)數(shù)字將在2025年增長到754億。愛立信電源模塊產(chǎn)品管理部總監(jiān)Olle Hellgren告訴21ic記者，物聯(lián)網(wǎng)的高速增長使得云計(jì)算服務(wù)器的需求越來越大，傳統(tǒng)電源解決方案對(duì)能效的提升已經(jīng)遇到瓶頸。電源系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師需要探索新技術(shù)，并尋找可以完全整合到整體數(shù)字鏈內(nèi)部的創(chuàng)新電源解決方案，進(jìn)而有可能對(duì)電路板電源進(jìn)行監(jiān)控，并減少系統(tǒng)的整體能耗。愛立信新一代數(shù)字電源方案已經(jīng)從獨(dú)立單元升級(jí)到系統(tǒng)級(jí)方案，能夠滿足客戶對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)載供電這一更高需求。

圖 愛立信電源模塊產(chǎn)品管理部總監(jiān)Olle Hellgren

Olle Hellgren表示，數(shù)字控制器之于電源，就像控制系統(tǒng)對(duì)于汽車一樣重要。二十年以前，行駛相同距離，汽車的油耗是現(xiàn)在的2倍。得益于現(xiàn)代引擎控制技術(shù)的提升，系統(tǒng)被整體優(yōu)化，油耗也顯著降低。兼具動(dòng)態(tài)環(huán)路補(bǔ)償、可配置和監(jiān)控接口，以及數(shù)字PWM信號(hào)控制實(shí)現(xiàn)開關(guān)脈沖頻率和相位可調(diào)及死區(qū)時(shí)間可實(shí)時(shí)優(yōu)化，數(shù)字電源的先進(jìn)性已經(jīng)被越來越多的行業(yè)認(rèn)可。除了高速增長的電信和物聯(lián)網(wǎng)，很多鐵路和工業(yè)客戶正在用數(shù)字電源方案逐步升級(jí)傳統(tǒng)的電源系統(tǒng)。

Hellgren認(rèn)為，5G和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景有所區(qū)別。不同于服務(wù)器集中的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，物聯(lián)網(wǎng)往往需要大量分散的小型設(shè)備。然而，這兩種應(yīng)用的共同之處在于給供電方案提出的技術(shù)挑戰(zhàn)很類似。例如Broadcom和Xilinx等處理器廠商的器件尺寸越來越小，供電電壓也從2-3伏特下降到0.8V甚至0.6V，這對(duì)電源準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性要求更高。此外，有些應(yīng)用的環(huán)境非常復(fù)雜，溫度變化增大，對(duì)電源的可靠性要求也進(jìn)一步提高。

相比其他廠商，愛立信數(shù)字電源技術(shù)更為成熟。專注數(shù)字電源技術(shù)十年之久，愛立信目前推出的已經(jīng)是其第四代產(chǎn)品，而且也領(lǐng)先其競爭廠商推出了系統(tǒng)級(jí)方案。“雖然創(chuàng)新和升級(jí)需要巨大的勇氣和投入，”Hellgren表示，“但是愛立信也因此得到了豐厚的回報(bào)。憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)積累和對(duì)客戶需求的深刻理解，愛立信已成為全球排名第一的數(shù)字電源解決方案供應(yīng)商。”

最新推出的兩相120A負(fù)載點(diǎn)DC/DC電源模塊BMR467與其前代產(chǎn)品BMR465引腳兼容，但其升級(jí)的設(shè)計(jì)可提供30A額外電流。BMR467 POL轉(zhuǎn)換器可作為獨(dú)立器件工作，在0.6V至1.8V輸出電壓下傳送120A電流，即輸出功率高達(dá)216W。同時(shí)，在處理器電路板需要更大電流時(shí)，BMR467模塊可作為多模塊、多相電源系統(tǒng)的一部分，實(shí)現(xiàn)相位擴(kuò)展，從而降低峰值電流以及終端系統(tǒng)所需的電容器數(shù)量。

沒有數(shù)字電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師在采用數(shù)字電源時(shí)是否會(huì)困難重重呢？與BMR467一樣，全系列愛立信數(shù)字電源模塊均可通過下載Ericsson Power Designer軟件工具進(jìn)行輕松配置。據(jù)Hellgren介紹，電源設(shè)計(jì)工程師可以采用這一工具，對(duì)包括輸入單元、隔離、電源轉(zhuǎn)換，最終到負(fù)載點(diǎn)的整個(gè)系統(tǒng)輕松進(jìn)行優(yōu)化。與此同時(shí)，愛立信還提供多種包含不同電源模塊和負(fù)載點(diǎn)組合的實(shí)驗(yàn)板幫助工程師進(jìn)一步縮短設(shè)計(jì)周期。工程師既可以先讀取實(shí)驗(yàn)板數(shù)據(jù)再在軟件工具中進(jìn)行調(diào)整，也可以采用圖形化界面對(duì)系統(tǒng)配置進(jìn)行虛擬的操作。

圖 Ericsson Power Designer軟件工具

Hellgren告訴21ic記者，Ericsson Power Designer軟件工具還將不斷升級(jí)，正在進(jìn)行的功能提升包括在軟件工具中集成常用的處理器。電源設(shè)計(jì)工程師僅需從庫里選擇實(shí)際應(yīng)用的負(fù)載，不需要再手動(dòng)設(shè)置參數(shù)，進(jìn)一步簡化了設(shè)計(jì)流程。

在數(shù)字電源產(chǎn)品方面，Hellgren表示，愛立信的3E數(shù)字控制電源模塊系列始終追求性能提升、能源管理和終端用戶價(jià)值。在針對(duì)不同行業(yè)需求提供更高功率器件的同時(shí)，愛立信也洞察到Google在開放計(jì)算峰會(huì)(OCP)上推廣48V服務(wù)器和配電基礎(chǔ)設(shè)置將對(duì)行業(yè)帶來影響。未來，AC-DC，DC-DC，再到負(fù)載點(diǎn)的架構(gòu)將進(jìn)一步簡化，工程師將看到愛立信推出的更高集成度的解決方案。