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ENPC的xDSL Line Card供电解决方案

导读:
关键字:
ENPC的xDSL Line Card供电解决方案
艾默生网络能源有限公司(ENPC) 於扬、谢玮

一、 前言
  

  2001年,欧美通信产品制造业开始遭遇前所未有的“寒冬”并最终波及到中国。在萧条的市场上, 以铜芯电话线为传输介质的ADSL、VDSL、SHDSL等xDSL产品却是异军突起,其在国内宽带市场占有量2001年尚不足100万线, 2002年即新增了350万线,预计2003年新增数会超过650万线,且未来2??3年会继续保持良好增长前景。这其中尤以ADSL为主导,成为各大网络设备制造商争夺的市场焦点。


二、 xDSL Line Card供电要求

 

  xDSL Line Card业务处理套片包括混合模块电路模拟前端(AFE)、数字处理器(DSP)以及线路驱动器(Line Driver)三部分。核心部分供电需求是DSP和Line Driver,一般AFE的供电电压都为3.3V。DSP器件的数据线和运算核心采用不同的供电电压,数据线I/O口部分基本采用3.3V供电,核心运算(Core)部分则可能由1.8V、1.5V、1.2V等一系列低电压之一供电。线路驱动器依据不同厂家的解决方案,供电电压包括±5V、±12V、15V等多种可能性。因此,xDSL Line Card通常要求3??4种电压供电,最多可达6种。
DSP器件在启动过程中对所加电压往往会有上电时序及(或)压差要求,一般要求Core的低压电源先于I/O的高压电源达到稳定。虽然近期DSP器件的发展大大改进了对上电时序的的严格限制,但多数厂家及用户还是希望电源尽可能满足先低后高的启动过程,以最大限度地确保DSP的使用安全。
xDSL Line Card 上包含多组核心套片以及32套驱动端口电路,板内元器件密度相当大,空间非常宝贵,这要求板内所采用的电源具有体积小,摆放灵活的特点,以尽量减少占板面积。
xDSL产品属于通信网络的接入层设备,已接近用户层的终端设备,其产品特点是需求量巨大,成本压力也很大。xDSL(ADSL)市场是个快速增长的市场,同时也是竞争极其激烈和残酷的市场,各路竞争者为扩大市场份额纷纷动用价格手段,市场价格一路走低,各系统厂家承受着极大的成本压力,这样的压力自然会转移到配套电源上。以32路用户板计,当前可接受每路分担的电源成本在15元以下,随着市场容量的上升,这一数值还将进一步下降。
作为市场热点,xDSL技术的发展可谓日新月异,从半导体厂家的套片、驱动芯片到推向电信市场的ADSL整机设备都在不断地升级、更新、换代,新产品的开发周期也越来越短。如果配套使用的电源产品不具有一定的兼容、扩容能力,缺乏可继承性,那么在新系统方案中就需要不断地重新选择或开发新的电源产品,从而影响到系统设备的开发进度,增大开发风险,也难以在电源使用上实现规模效益,有效控制成本。

三、推荐电源解决方案
  
   一般情况下,8路的xDSL套片的DSP所要求的功率约为:3.3V/1A、1.x V/1.5A(1.x代表常见的1.2、1.5、1.8等低电压)。以32路ADSL Line Card计,选用4组套片,单板所需的功率约为:3.3V/4??5A、1.x V/6??7A。根据不同的驱动(Driver)方案,每路驱动功耗约0.7??1.0W,则32路用户要求的总驱动功率为22??32W。下面各种方案的介绍将以上述功率估算作为依据。
  .基本解决方案:以不同二次电源模块提供单板内需要的不同电压,基本供电结构如图1示。

图1


该方案中DC/DC1、DC/DC3负责对DSP器件供电。DC/DC3为非隔离的模块,实现3.3V向低电压的转换,通常会选用单列直插的标准电源(SIP)产品。DC/DC1除需要向DSP供电外还需要满足DC/DC3的供电要求,考虑功率裕量后,3.3V/15A是可取的配置。DC/DC2则可根据驱动电路需要的电压和功率直接选择。
  此方案所用电源模块基本为业内厂家标准产品,方案实现起来快捷、便利;供应渠道多、风险小。模块数量多,占用空间大,价格高则是该方案明显的缺陷。用户在其产品开发初期缺乏其他供电方案选择的情况下,为避免电源选型和供应商选择的风险,缩短开发周期是可以考虑此方案的,但从长远看,成本高是此方案的致命伤,难以持续支持系统设备的低价格市场竞争。
  针对此方案ENPC可提供的产品包括:DC/DC1推介AVE75-48S03(3.3V/15A);DC/DC3推荐AVN20B-04S1VX(6A)SIP系列产品和APC08(8A)表面贴装系列;DC/DC2可以考虑AG25-48D05 (±5V/3A)或AG25-48D12(±12V/1.25A)或AG25-48S15(15V/1.7A),如驱动功率超过30W,也可以采用AVH50-48S15(15V/3.3A)半砖产品。
  B.专用集成供电方案:针对Line Card的独有供电要求,开发专用多输出电源。

图2


  此方案的获得途径有二:一是某些xDSL套片供应商直接配套供应电源产品;二是系统开发商寻求与电源厂家的合作。
无论采用何种途径,电源设计的针对性强是该方案的主要特点。该方案在完全满足系统性能要求的前提下最大限度地简化设计从而获得成本优势,这种成本优势又会随着使用批量的增加得以不断加强。由于此方案的针对性非常强,当芯片选择发生变化时,可能会要求电源方案相应进行调整,是为美中不足。
  ENPC通过长期与客户的深入交流与合作,已经针对业内多款主流xDSL套片器件开发出了系列电源产品:AVS65-48T031V515(3.3V/6A、1.5V/7A、15V/3A);AVS65-48Q031Vx12(3.3V/6A、1.x V/9A、±12V/1.5A)。这些产品已经配合诸多知名设备厂家的xDSL设备广泛应用于市场,服务于数百万用户。
  C.面向功能区块的解决方案:针对Line Card上DSP与Driver分别提供供电方案。
X该方案可以算A案优化,进一步减少电源数量而省略了DC/DC3,将其功能并入DC/DC1。DC/DC1可以依据DSP及其应用的特性,进

 
图3

行针对性的设计,这样可以部分体现B案中的成本优势;DC/DC1、DC/DC2的灵活组合又大大增强了方案对芯片变化的适应性;同时,DC/DC1已经可以脱离于Line Card应用,成为针对任何DSP、FPGA、PLD双口芯片应用的通用品、标准品,其更广阔的应用空间即意味着更大的产量和更低的成本。
  ENPC的AVQ30-48D331x系列产品即为满足方案C的双路电源。AVQ30采用小体积的1/4砖标准尺寸,与体积相近的AG25系列产品配合可以实现非常灵活的组合应用。
  D.“母线”方式:以Driver电源为供电母线,通过母线转换获得DSP要求电压。
  该方案典型应用为:以较大功率的15V电源向Driver供电,同时以15V为输入,通过PWM开关电源芯片完成3.3V、1.8V的变换。此案中电源选择不是主要矛盾,对电源芯片的应用设计需要用户给予关注。目前,能实现上述变换要求的电源芯片器件很多,技术趋于成熟,应用简单,用户通常可自行设计,加之较电源模块有一定成本优势,已成为一种应用趋势。但各种变换的芯片器件互不兼容,设计水准亦参差不齐,无法像电源模块一样形成标准,其成功应用也需要一定的电源使用与设计经验,如将芯片电源的应用设计想得过于简单往往会埋下隐患,因此选择时务必充分考虑供应商的技术成熟度与技术支持能力,以及自身的设计能力,必要时可以考虑和专业电源厂家进行合作。
15V电源的解决可以依赖50??100W的半砖产品,如ENPC的AVH100-48S15,属于标准产品,通用性非常好。
  当前,Line Card出现直接用48V驱动芯片的新技术,但面临着隔离、去除母线干扰、需大电容等困难,技术尚未完全成熟。如果技术上最终能实现48V 驱动,Line Card的电源设计可进一步简化到仅使用一片AVQ30-48D331x即可解决全部电源问题。这是一个非常美好的前景!
艾默生网络能源有限公司作为专业的电源解决方案提供者,通过与广大用户密切而深入的合作,在xDSL Line Card的供电方案上已形成系列化,特色鲜明。为更好服务用户,ENPC将持续关注xDSL市场及技术的发展变化,不断推出满足低成本、可靠、通用、灵活的供电解决方案。

 
 作者联系方式
於扬,艾默生网络能源有限公司BMP&CP产品线市场部
地址:深圳龙岗坂雪岗工业区华电厂房
邮编:518129
E-mail: yumaster@avansys.com

公司简介
艾默生网络能源有限公司是美国艾默生电气下属的子公司,位于广东省深圳市龙岗区坂雪岗工业区,在中国设有31个办事处及29个用户服务中心。拥有业界最宽、最完整的网络能源产品线,拥有业界领先的网络能源技术、研发、产品制造及服务平台。艾默生网络能源有限公司是通信行业网络能源产品、动力一体化解决方案和一体化服务的主流供应商。


来源:今日电子   作者:  2002/1/1 0:00:00
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