应对国产化需求的5G电源用隔离IC一站式解决方案

新一代的移动通信网——5G网络已成为广大社会群众的关注焦点。从目前全球频谱分布来看，要想获得更多的带宽，5G频段高频化成为必然趋势，而高频化所带来的覆盖区域变小将导致5G时代全球站点数量倍增，站点能耗翻倍，电源功率密度提升成为5G电源的迫切需求。日前，在由大比特资讯主办的“2020(深圳)5G基站电源技术创新研讨会”上，纳芯微市场总监张方文以《应对国产化需求的5G电源用隔离IC一站式解决方案》的主题演讲，详细介绍了纳芯微电子针对5G电源应用中的通信电源、二次电源、电源砖等隔离产品解决方案。本文将带大家一起学习下这些解决方案。

由于5G的多天线阵列技术，发射接受通道从原来最多8路变成了32或64路，为减小馈线损耗，5G基站将RRU和天线集成为一起成为AAU，散热从原来的双面散热变成了单面，而功耗却显著增加。因此，电源功率密度和效率提升迫在眉睫。5G电源通常包含站点电源(AC-DC)和基站电源(AAU或BBU内部的二次电源部分DC-DC)两个部分。

站点电源(AC-DC)电源解决方案

5G站点因高频化而导致的密度增大，将会给站址获取带来困难，而5G设备的功率又偏大，导致拉远供电的线损很大。

综上这些问题催生了5G站点电源的新特点：

1、多运营商共享建站;

2、室外柜或室外刀片站增加;

3、升压拉远供电;

4、锂进铅退，锂电代替铅酸电池备电;

5、站点控制智能化：温控、精准备电等。

在有存量站点的地方，采取多运营商共享站点的方式，站点统一交给铁塔公司管理，一个站点给多个运营商设备供电，对于拉远的5G设备，采取升压供电的方式;而站址难获取的地方，则通过室外柜或室外刀片电源就近供电。设备功耗激增导致备电需求也增加，采用功率密度更高的锂电池备电可以减小占地面积。配合智能温控降低站点功耗，同时精准智能的控制共享站点2/3/4/5G设备的下电顺序，选择最合理的方式备电，可以降低备电成本。

电源部分：

室内或室外柜中的嵌入式电源都是PSU形式，通常单个PSU的功率为3KW或4KW，根据负载需求按N 1冗余配置。PSU的典型架构如下图所示：

AC-DC电源通常需要两级拓扑：PFC LLC，两级拓扑分别需要闭环控制，所以通常会采用两颗主控芯片，原边的主控负责PFC电路，副边主控负责LLC电路，两颗主控芯片之间可以通过标准数字隔离器NSI81xx实现信息交互;LLC的驱动通过隔离驱动NSI6602DW或者数字隔离器NSI8120 驱动器的方式实现;原边PFC电路一般选择交错无桥PFC电路，驱动通过高压半桥驱动或者单管隔离驱动NSI6601DW 单管非隔离驱动实现;PSU对外接口一般选择CAN通信，可以通过2通道数字隔离NSI8121N0 CAN收发器或隔离CAN芯片NSI1050实现。