谁是WiFi设备的背后英雄

2018年5月29日

John Woodward 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!

tablet in coffee house

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MAXM15462MAXM17532(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"

Himalaya uSLIC power module

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!