射频拉远单元(RRU) 电源设计分享及解析，包含原理图、PCB和数据手册-电路方案

简介：
本资料深入探讨了射频拉远单元（RRU）电源的设计细节，包括原理图、PCB布局以及详尽的数据手册。适合工程师参考学习的电路设计方案。 电信设备供应商提出的分布式基站解决方案能够为运营商提供低成本且快速建网的优秀方案。这种类型的基站由射频拉远单元（RRU）与基带处理单元（BBU）组成，它们分别负责无线信号的高频处理以及数字信号处理，并各自独立安装在不同的位置上，通过电接口或光接口连接起来形成完整的分布式基站系统。 其中，4G/5G RRU中的PA功放电路主要采用LDMOS技术。然而随着硅基氮化镓（GaN）效率显著提升，其市场潜力已经逐渐显现出来，并有望取代传统的LDMOS器件。相较于传统材料，在100W功率下，GaN的效率超过70%，提供高达19dB的增益；相比LDMOS而言，它的效率提高了约10%。此外，氮化镓拥有更高的功率密度（是LDMOS的四倍），且其成本预计会低于后者。 然而，在从28V总线架构升级到48V的过程中遇到了一些挑战：即通过提高电压至50V来直接给处理板供电的设计面临诸多难题。传统的硬开关高压输入方式存在明显的缺陷，而Vicor公司的零电压开关（ZVS）降压电路则很好地解决了这些问题。 具体来说，采用这种技术后，由于其独特的低损耗特性以及理想的整流功能使得体二极管传导时间几乎可以忽略不计；同时在高输入电压下仍能保持高频操作，并且具有简单的内部补偿机制。因此，在宽带隙半导体的应用中该方案能够提供出色的瞬态响应速度、最小的导通时间和最高的转换比率。 Vicor公司的PI35XX/PI34XX和PI33XX系列稳压器支持多种输入电压范围（如12V, 24V 或者 48V）以及宽输出电压选项，能够为板级设计师提供最大化的功率密度同时确保高效负载点DC-DC转换。这些特性包括高达98%的效率、支持输出跟踪和可编程软启动等功能。 此外，在多核FPGA及ASIC等电路中需要同步或追踪时序的情况下，PI35xx芯片可以简化电源监控电路的设计，并且通过简单的连接方式实现信号同步与均流并联扩展。在48V输入条件下使用该技术后效率从传统的硬开关方案的89%提升到94%，并且所需面积仅为传统设计的一半或更小。 最终，基于氮化镓器件结合上述电源管理解决方案可以为分布式基站提供高效的供电支持，在整个系统中实现高达96%的整体效率。