|
隨著3G網(wǎng)絡的普及，一些新款筆記本電腦已內(nèi)置了3G無線網(wǎng)卡，即G3筆記本。對于大多數(shù)相對舊款電腦用戶來說，如果擁有一款3G無線上網(wǎng)卡，同樣可以享受3G網(wǎng)絡帶來的便利與樂趣。 3G無線上網(wǎng)卡內(nèi)部通常需要3.75V電源。由3.75V電壓給電源管理芯片供電，一般產(chǎn)生1.5V/1.8V/2.8V/3.3V等電壓分別給處理器內(nèi)核、IO接口、存儲器、SIM卡、音頻處理等單元供電，同時3.75V也直接給射頻功放模塊供電。 USB接口的3G無線上網(wǎng)卡，供電來源于USB提供的5V電壓。主機USB通常可提供500mA電流，USB設備消耗的電流最高值是有一定限度的，即所消耗電流不能超出主機可提供的電流量。 聯(lián)芯科技芯片組的TD-SCDMA/GSM雙模USB無線網(wǎng)卡的系統(tǒng)結構及電源方案方框圖如圖一： 圖一 雙模USB無線網(wǎng)卡系統(tǒng)結構方框圖 無線網(wǎng)卡插入USB接口，經(jīng)過ESD、EMI回路抑制靜電、浪涌電壓及共模干擾，USB的5V電壓經(jīng)過AP1610限流開關加至DCDC轉換器AP2420，產(chǎn)生的3.75V電壓經(jīng)過AP1610限流開關給超級電容器充電，供給AD6857電源管理芯片及射頻功放。 AP1610是無錫芯朋微電子公司專為高端負載開關應用設計的限流P溝道MOSFET電源智能開關。其工作電壓是2.4V~5.5V，是以3V和5V為電源的電子產(chǎn)品的理想保護器件。其完整的限流保護電路當大電流輸入超過設定值時自動調(diào)節(jié)達到輸出電流不變。AP1610還具有過熱保護、限制功耗和結溫的功能，可用于控制1A的負載。限流值是可編程的，通過SET端到地的外部電阻大小來調(diào)整。工作模式靜態(tài)電流典型值 9µA， 關斷模式靜態(tài)電流典型值1µA。AP1610采用無鉛5腳 SOT23封裝，廣泛應用于筆記本電腦、USB外設、熱交換設備及便攜通訊產(chǎn)品。AP1610的典型應用如圖二。 圖二 AP1610的典型應用 AP1610有高電平有效和低電平有效兩種選擇，在3G無線上網(wǎng)卡應用中我們選用低電平有效的型號: AP1610ES5-LFKR，使能端接一10K電阻到地；RSET用10.3K電阻，設定限流值500mA。 AP1610限流的5V電壓,經(jīng)AP2420高效率地轉換為系統(tǒng)所需要的3.75V電壓。 AP2420 是無錫芯朋微電子公司高效DCDC降壓芯片家族的一員，它是1.2MHz固定工作頻率、電流模式PWM單片式降壓穩(wěn)壓器，工作效率高達95％，非常適合于峰值工作電流達2A的條件下仍要求效率達到90%以上的便攜式產(chǎn)品。其電流模式實現(xiàn)優(yōu)異的線性和負載瞬態(tài)響應。在輸出負載變低時，AP2420用脈沖跳躍模式工作，保證了低的輸出紋波電壓，有利于對噪聲敏感的通訊電路工作環(huán)境。輸入工作電壓范圍為2.5V至6.0V，輸出電流可達2A，輸出電壓可低至0.6V，具有軟啟動、短路保護和過溫保護功能。AP2420采用100%占空比的方式，實現(xiàn)了低壓差工作模式，可有效延長電池供電的便攜式設備的工作時間。1.2MHz的開關頻率，使得外圍元件可以小型化，內(nèi)部補嘗設計使得用小電感量電感（可減小體積）也足以保持高效率工作。AP2420 有輸出電壓可調(diào)整型（0.6V to VIN）和固定1.8V等型號，并且有 3mm x 3mm 10-lead TDFN 和 MSOP 兩種封裝形式，工作溫度范圍 -40°C to +85°C。AP2420廣泛應用于數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、調(diào)制解調(diào)器、筆記本電腦、打印機、無線上網(wǎng)卡等產(chǎn)品。AP2420在3G無線上網(wǎng)卡上的典型應用電路如圖三。 圖三 AP2420的典型應用 AP2420在5V輸入、3.75V輸出的典型工作效率如圖四： 圖四 AP2420的典型工作效率 超級電容的作用：正常情況下USB提供5V@ 500mA電流，AP2420輸出3.75V@ 633mA電流，然而3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊和語音通訊的最大工作瞬態(tài)峰值電流可達2A。這樣最大峰值狀態(tài)所需電流不足的部分就由超級電容器來補充。非峰值狀態(tài)由AP2420給超級電容器充電儲備能量。 AP2420后面接的AP1610作用：后面接的超級電容器具有非常大的容值，通常有3300uF, 上電瞬間會有非常大的沖擊電流。而正常 AP2420輸出3.75V@ 633mA電流，超級電容器的瞬態(tài)吸收電流遠大于前端所提供的電流，會影響系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性及系統(tǒng)的可靠性。AP1610在此限定最大允許電流值，減小超級電容器的瞬間吸收電流峰值，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。在此仍然選用低電平有效的型號: AP1610ES5-LFKR，使能端接一10K電阻到地；RSET用6.8K電阻，設定限流值850mA。 以上粗略地介紹了聯(lián)芯科技芯片組的TD-SCDMA/GSM雙模USB無線網(wǎng)卡的系統(tǒng)結構及電源方案，以及無錫芯朋微電子公司的限流開關AP1610和DCDC降壓穩(wěn)壓器AP2420在該方案中的應用，該電源方案同樣適應于T3G、展訊等TD-SCDMA/GSM雙模無線上網(wǎng)卡芯片組，也適合于CDMA20001X 、WCDMA等其它3G網(wǎng)絡的USB無線上網(wǎng)卡的應用。 |
