ZHCAAV7 March   2021 AMC60804 , DAC53608 , TPS61372 , TPS61390 , TPS62088 , TPS62480 , TPS62800 , TPS62801 , TPS62802 , TPS62806 , TPS62807 , TPS62808 , TPS62821 , TPS62822 , TPS62823 , TPS62824A , TPS62825 , TPS62825A , TPS62826 , TPS62826A , TPS62827 , TPS62827A , TPS62864 , TPS62865 , TPS62866 , TPS62867 , TPS62868 , TPS62869 , TPS63810 , TPS82084 , TPS82085 , TPS82130 , TPS82140 , TPS82150 , TPSM82480 , TPSM82821 , TPSM82822 , TPSM82823 , TPSM82864A , TPSM82866A

 

  1.   商标
  2. 1引言
  3. 2 为高电流 DSP 内核电压轨供电
    1. 2.1 解决方案尺寸
    2. 2.2 热性能
    3. 2.3 输出纹波（满载稳态）
  4. 3为数字 I/O 和逻辑电路供电
    1. 3.1 较低电流的解决方案尺寸
    2. 3.2 针对较高电流的解决方案尺寸
  5. 4为 EAM、EML 控制器和激光驱动器偏置电路供电
    1. 4.1 AMC60804 EML 控制器
    2. 4.2 用于 EAM 的负电源电压
  6. 5为接收电路供电：TIA、光电二极管或 APD
  7. 6在实现 DAC 时进行输出电压调整
  8. 7结论
  9. 8参考文献

2 为高电流 DSP 内核电压轨供电

对于大多数的数字信号处理器 (DSP) 而言，主内核电压轨的电压可以在 0.5V 至 1.2V 之间变化。该电压轨是系统中的主要功耗轨，这也意味着它是电源解决方案中的主要热源。设计人员需要特别注意该电压轨的效率和散热。

工程师可以使用不同的方法来增强光学模块中 DSP 的性能。一种简单的方法是在测试期间找到优化的 DSP 电源电压设置点，而不是在运行期间修改该设置点。优化的电压设置点往往因 DSP 供应商的不同而不同。

另一种方法是在运行期间调整电源电压以降低功耗。一些 DSP 实现了动态电压调节 (DVS) 特性，能够根据系统要求实时以不同的性能水平运行。

在高温或输入信号衰减严重的情况下，DSP 内核使用更高的电压，例如 0.95V。随着温度降低或输入信号质量提高，DSP 内核电压可下降至 0.9V（示例值）。对于 3A 负载电流，这种达 50mV 的输出电压的降低可实现 150mW 的显著功耗节省。这有助于设计人员满足模块的平均功耗限制。

实现输出电压调整特性的一种方法是使用模拟信号。数模转换器 (DAC) 的电流或电压输出在馈入直流/直流转换器的反馈引脚时，会调整内核电压。鉴于需要额外的电路，尽管确实会对 DSP 电源电压进行了更精细的调整，但这种方法需要更多的 PCB 面积。更多相关信息，请参阅第 5 节：在实现 DAC 时进行输出电压调整。

为了使用更少的 PCB 面积，并动态地调整除输出电压之外的其他运行参数，光学模块通常具有一个 I2C 总线连接到系统中的所有可控器件。某些电源可通过 I2C 进行控制，以便根据系统需要的变化快速调整其输出电压、运行模式和其他设置。另请参阅第 4 节：为接收电路供电：TIA、光电二极管或 APD。

若要为内核电压轨供电，请选择具有 I2C 接口和小解决方案尺寸的大电流电源。使用 6A TPS62866 时，设计人员能够使用 I2C 接口以 5mV 的步长动态地更改输出电压，并采用小型 Wafer Chip-Scale Package (WCSP) 封装来实现高功率密度。

图 2-1 显示了 TPS62866 的应用原理图及其巧妙应对尺寸限制的少量元件。

GUID-20210315-CA0I-RBNG-D3S9-8XLRPG0FHHZP-low.gif图 2-1 TPS62866 通过使用 VSET 引脚和 I2C 通信来减少元件数量

图 2-2 显示了 TPS62866 的 PCB 布局，该布局针对 22mm2 的解决方案尺寸进行了优化，最大高度为 1.2mm。表 2-1 列出了使用的元件。

GUID-20210305-CA0I-9C6J-CZRR-CWPWN6X9RJ3N-low.png图 2-2 6A TPS62866 采用其 I²C 接口和小巧的解决方案尺寸为 DSP 内核电压轨供电
表 2-1 仅占用 22mm2 的 6A DSP 内核电压轨的 BOM
参考资料说明x、y、z 尺寸制造商
U1采用 WCSP 封装且具有 I²C 接口的 TPS62866 6A 降压转换器1.78 × 1.05mm
高 0.5mm		德州仪器 (TI)
L1IHHP1008ABERR22M01 电感器 0.22µH 20%（6.6A，10.5mΩ）2.5 × 2.0mm
高 1.2mm		Vishay Dale（威世达勒）
C1CL10A226KQ8NRNE 陶瓷电容器 22µF 6.3V X5R 06031.6 × 0.8mm
高 0.9mm		Samsung（三星）
C2GRM188R60J476ME15D 陶瓷电容器 47µF 6.3V X5R 0603

1.6 × 0.8 mm

高 0.8mm

Murata（村田）
R1CRCW020186K6FKED 电阻器 SMD 86.6kΩ 1% 1/20W 02010.6 × 0.3mm
高 0.28mm		Vishay Dale（威世达勒）