WIFI6产品中的电源应用

本文将为大家介绍WIFI6产品中的电源应用。

Wi-Fi 6中的一项新技术就是允许设备规划与路由器的通信，减少了保持天线通电以传输和搜索信号所需的时间，这就意味着减少电池消耗并改善电池续航表现。而说到支持WIFI6这项技术的路由器品牌，华硕当之无愧，它作为行业老大哥，一直在路由器行业有着举足轻重的地位，我们就参考华硕 RT-AX56U来谈谈DC-DC的应用。

WIFI6 的最新芯片主要有QCA6391、BCM6755等，这里看一下RT-AX56U上的BCM6755对DC电路要求：

选型注意事项：

针对BCM6755芯片平台，VCORE大电源需要满足AVS的如下需求，而M3tek的MT3136满足BCM平台的AVS测试需求。

针对其他电源选型，需要满足如下需求：

从RT-AX56U的参考设计我们来看一下MT3102和MT3136有哪些主要特征：

我们也做了一系列的产品测试验证工作，目前可以与MT3136 PIN TO PIN的设计做到一样功能效果的基本没有，针对其他WIFI6芯片DCDC这块，我们也做了MT3129和其它同类产品测试功能对比，MT3129也获得了更好的性能，关键是价格也会比其它方案更好。

再说几个常见问题：

DC/DC的PWM/PFM自动切换控制功能定义为GreenOperation（GO）。即当输出电流较小时采用PFM模式、输出电流较大时切换至PWM模式的工作定义为GO功能。

问2：何谓软启动功能？

为防止冲击电流而减缓上升速度的功能。

问3：PWM/PFM有什么差异？

PWM 是目前应用中开关电源中最为广泛的一种控制方式，它的特点是噪音低，满负载时效率高且能工作在连续导电模式。现在市场上有多款性能好，价格低的PWM集成芯片，比如UCI842/2842/3842,TDAI6846,SGI525/2525/3535。

PFM 高效率，具有静态功耗小的优点，但它没有限流的功能，也不能工作于连续导电方式，控制方法实现起来不太容易，滤波困难，价格贵。常见的有MAX641,TL447等。

PWM-PFM 兼具：DC-DC变换器是通过与内部频率同步开关进行升压或降压，通过变化开关次数进行控制，从而得到与设定电压相同的输出电压，PFM控制时，当输出电压达到在设定电压以上时即会停止开关，在下降到设定电压前，DC/DC变换器不会进行任何操作，但如果输出电压下降到设定电压以下，DC/DC变换器会再次开始开关，使输出电压达到设定电压。PWM控制也是与频率同步进行开关，但是它会在达到升压设定值时，尽量减少流入线圈的电流，调整升压使其与设定电压保持一致，与PWM相比，PFM的输出电流小，但因PFM控制的DC/DC在达到设定电压以上时就会停止动作，所以消耗的电流就会变得很小，因此消耗电流的减少可以改进低负荷时的效率，PWM在低负荷时虽然效率较逊色，但因其纹波电压小，且开关频率固定，所以噪声滤波器设计比较容易，消除噪声也比较简单。

问4：考虑ESR对我们设计有什么用呢？

主板上的每个电容，设计时一般是按最大负载时的工作情况来设计的，因此，在大多数情况下，只要更换和原电容参数值相等的电容即可，当然，如果追求超频性或稳定性，可以适当提高一些。ATTENTION！这里有个误区：原参数值指的主要是什么？大多数人可能以为是电容的容量。其实你错了。在高频开关电源中，决定电容取值的主要参数是耐压及ESR（等效串联电阻），而不是容量。电容的容量，只在信号发生、高通、低通、带通等几类电路中有意义，而在滤波方面并沒起多大作用。电源的稳定性，主要体现在纹波电压的大小，一般情況，CPU的供电要求在输出最大负载电流时，纹波电压低于100mV，最大负载电流可以这样计算：

假如某CPU的最大功耗为90W，核心电压为1.5V，那么最大负载电流为：90W/1.5V=60A

假设最大纹波电压为100mV,则要求电容的ESR值:ESR ＜ 100mV/60A=1.66mΩ

例如，两颗功耗同样是70W的CPU，前者电压是3.3V，后者电压是1.8V。那么，前者的电流就是I=P/U=70W/3.3V大约在21.2A左右。而后者的电流就是I=P/U=70W/1.8V=38.9A，达到了前者的近一倍。在通过电容的电流越来越高的情况下，假如电容的ESR值不能保持在一个较小的范围，那么就会产生比以往更高的纹波电压（ripple voltage) （理想的输出直流电压应该是一条水平线，而纹波电压则是水平线上的波峰和波谷）。对于3.3V的CPU而言，0.2V涟波电压所占比例较小，还不足以形成致命的影响，但是对于1.8V的CPU而言，同样是0.2V的纹波电压，其所占的比例就足以造成数字电路的判断失误。

问5：那纹波电压（电流）和ESR有什么关系？

Ur=ESR*Ir

而在开关电源输出端，随着开关频率的低到高纹波电流一般是负载电流的20％~40%。如果负载8A时，纹波电流应该是1.6~3.2A。单颗电容的纹波特定温度频率下电流参数是1～2A。所以8A的负载要有3颗电容并联。

对于电容的纹波电流跟频率和温度有关系，一般电解电容都有一个频率和温度的纹波电流补偿系数。所以在较高温度下纹波电流会减小，较高频率下，纹波电流会增加。

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