谁是WiFi设备的背后英雄

2018年5月29日

作者：Anil Telikepalli Maxim Integrated工业电源产品线执行总监

星期一早上，我坐在星巴克一边等咖啡，一边用iPad在Google上浏览当天的新闻。傍晚时分，我和几位朋友在Santa Clara的Specialty’s Café会面，一边讨论新的商业创意，一边用Microsoft 360创建了一份OneNote共享笔记。回到家，我用Amazon Dash Button为我家的Tiger订购了宠物食品，然后和妻子、孩子在硅谷的Dish Dash简单地吃了晚餐。在我妻子开车回家的路上，我和孩子们玩了一局DreamLeague足球游戏 ——以上所有这些，都需要通过连接到附近开放的WiFi路由器才能够实现，而我们身边可连接的WiFi网络数量真可谓惊人。WiFi网络的普及已经推动众多WiFi联网设备在过去几年实现了爆炸式增长 —— 每天都有数十万台的新设备涌现！

图1. 在咖啡馆等场所提供WiFi接口，使我们能够与朋友保持联系、随时随地工作，或者浏览最近的新闻

而我今天想要讨论的不是像午餐盒大小的WLAN路由器，而是像Dash Button这样的电子商务配件，以及不计其数的智能家居设备，例如插头、车库门遥控器、门锁、照明调光器、联网咖啡机、宠物食物分配器等等。虽然此类小配件大多是插入式的，但也有不少需要通过纽扣电池工作。它们全部采用微小尺寸和独特的外形，例如环形、管状和圆形 —— 也就是说，它们都是需要安装在空间非常有限的电路板上的小型化电子装置。WiFi 802.11x 技术要求互连和协议处理的典型电流为200mA。在过去，这类设备的电压降较小、电流较低，功耗不成问题——1个LDO (线性调节器) 就可以搞定一切。但是随着小型化的发展，对智能化和功耗的需求也越来越高，急需新的技术来解决。

我们知道，开关式电源能够大幅提高电源转换效率，并降低功耗。但如何处理方案尺寸问题呢？对于开关调节器具备的所有优势，与线性调节器相比，占据的PCB面积要大得多，因为IC需要通过MOSFET来实现开关，通过电感储能，以及通过电阻和电容来实现控制环路的稳定性补偿。一些供应商已经开发出了将这些附加元件与IC集成在单片封装中的电源模块。但是，这些模块仍然较大，典型尺寸为47mm²。这正是Maxim推出全新喜马拉雅uSLIC模块的契机所在。MAX15462为4.5-42V宽输入范围电源模块，支持高达300mA负载电流，为系统设计者的WLAN系统提供了裕量，占位面积为2.6mm x 3mm。加上电阻分压器等支持器件后，净方案元件面积为14.3mm²。关于使用MAXM15462和MAXM17532(4-42Vin、100mA负载电流)的更多信息，请参考白皮书"满足空间受限应用的效率和功耗需求"。

图2. 超小尺寸喜马拉雅uSLIC电源模块支持4.0-42V宽输入电压范围

随着WiFi在各种智能和联网消费设备中的普及和爆炸式增长，这些设备都能够在多种常用标称电压轨下工作，系统设计者通过使用满足传导和辐射发射CISPR 22 (EN 55022) EMI标准以及JEDEC22振动/跌落标准的最小尺寸电源方案，可在竞争中立于不败之地。我期待在未来看到越来越多的WiFi联网设备出现，方便我的居家、工作以及方方面面的生活！