技术解读 | 铭普光模块电源电路设计原理解析
发布时间：2024-05-12
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mentech铭普在光模块电源电路设计领域拥有深厚的技术积累，凭借创新理念和高效性能赢得了市场广泛认可。
随着电子技术的飞速发展，电源电路作为光模块中不可或缺的一部分，其设计的重要性日益凸显。铭普不仅优化了电路结构，降低了功耗，提高了转换效率，还为用户提供了多种灵活、稳定的电源解决方案，为客户提供更卓越的产品与服务。
在光模块电子电路中，MOS管和三极管是构成集成电路的核心基础元件，掌握两者差异是电源电路设计应用的基础技能。三极管以其快速响应和强大驱动能力主要在模拟射频集成中发挥作用，而MOS管则以其低功耗和高集成度应用于数字逻辑集成。
线性稳压电路（LDO）在光模块中虽因功率损耗较大而较少使用，但其在测试板等电源系统中得到了广泛应用。 LDO芯片工作原理 简易三极管放大驱动电路应用 条件：常温25℃，电源电压3.3V，负载电阻6.5Ω 结论： 1. 第1行，Uc>Ub，集电极正偏，三极管工作在饱和状态，Uce压降最小，电源转换效率最高。 2. 第2~7行， Uc<Ub，集电极反偏，三极管工作在放大区。随着驱动电流增大，电源转换效率逐渐增加。 升压电路（BOOST）广泛应用于光模块内部需要提高输出电压的场合，如APD探测器的偏置电压。研究不同供电电压和输出负载对转换效率的影响。 升压（BOOST）芯片工作原理 注：在芯片升压范围内，S闭合时间越长（占空比越大），电感储能越多，输出电压越高。 升压电路效率 注：转换效率低，表示自身功耗损耗大，发热也就越大。 原理框图说明 注：采用MOS管代替二极管的优势是Rds损耗比二极管压降小。 降压电路（Buck）广泛应用于光模块内部高速信号功能模块供电，能有效提高信号带宽和降低功耗，如CDR、DSP供电等。研究不同供电电压和输出负载对转换效率的影响。 降压（BUCK）电路原理 注：在芯片降压范围内， S闭合时间越长（占空比越大），输出电压下降得越少，即电压越高 某厂商降压芯片输出1.8V转换效率情况 注：Boost是升得越高，转换效率越低；Buck是降得越低，转换效率越低。 降压（BUCK）电路原理框图 注: 相比三极管，MOS开关管的优点：Uds压降小，自身功耗小，容易集成。因为NMOS和PMOS控制逻辑相反，所以运放反馈输入有反相或同相设计，但最终构成的还是电压串联负反馈原理。 电荷泵负压电路的优点主要包括：体积小、无需外部电感和二极管，仅需要几个电容即可实现功能，这使得其在占用空间和成本方面具有明显优势。 此外，电荷泵作为一种无感式DC-DC转换器，其高效率、低静态电流、低噪声以及低电磁干扰等特性。 然而，电荷泵负压电路也存在一些缺点。首先是输出电流有限，这限制了其在需要大电流输出的应用中的使用。其次，由于电荷泵的工作原理，其噪声相对较大，这可能会影响到整个系统的性能。 铭普在电源电路设计领域积累了丰富的技术经验，为高速光模块产品可靠性打下坚实基础。未来，公司将继续致力于800G、1.6T高速光模块的研发和创新，为用户提供更加优质、高效的产品和服务。
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