MPM38222 – 一款简单紧凑的光模块电源解决方案

作者：Yi Sun，Jinqian Yu

摘要

高速度、高密度的光模块电源解决方案正面临着效率高、散热性能好、尺寸小和排放低等诸多挑战。本文将为您介绍一款MPS新品：MPM38222高性能6V输入，双路2A电源模块，非常适用于光模块及其他空间受限型应用。此款双路2A整体解决方案尺寸仅为9mmx7mm，效率高达90％，可满足EN55022 B类标准，采用小型 QFN-14（4mmx4mmx1.6mm）封装。

简介

高速度高密度光模块被广泛用作连接光纤和铜线网络，数据中心及光网络中大多数端点的接口。随着越来越多的元器件被集成到模块中，电源解决方案也迎来了更难的挑战，需要更高的效率，更好的热性能，更小的占板面积和更低的排放。MPS为光模块及其他空间受限型电源提供了一款简单而高性能的解决方案。MPS电源模块采用专有封装工艺，比其他竞品更具优势。MPS针对小尺寸电源设计要求，在不影响性能的情况下，尽可能地缩小解决方案尺寸，推出了MPM38222这款双路2A模块，可完美解决以上设计难题。

小尺寸，双输出

对于光模块及类似产品来说，尺寸至关重要。MPM38222是一款采用紧凑型4x4x1.6mm封装的双通道DC / DC电源模块，它具有两个输出通道，每通道可提供高达2A的电流，仅需两个或三个MPM38222就可以覆盖光模块中的大多数电源轨。

图 1：MPM38222封装过程

该模块内部集成了两个贴片电感和整个功率级（见图1）。因此，与分立式设计解决方案相比，MPM38222仅需少量外部元器件和功能便可作为一套完整的电源系统。图2为2.7V至6V输入，1.2V / 2A和1.8V / 2A输出应用的典型应用电路和布局，其中，每通道只需几个外部陶瓷电容和反馈电阻即可。该解决方案整体尺寸仅为9x7 = 63mm²。MPM38222提供了易于使用的简单电源系统，尤其适用于空间受限型应用。 

图2:MPM38222典型应用和布局

MPM38222工作输入电压为2.7V到6V，可生成低至0.6-08V的输出电压，并具有 45μA 的静态电流，是单节锂离子(Li+)电池供电便携式设备的理想之选。

轻载下可实现高效率

光模块通常在数百mA负载下运行。MPM38222在10mA至1A之间可实现至少90％的效率（见图3）。

图 3：效率 vs. 负载电流

轻载时，MPM38222采用专有的控制方式，可以节省功耗并提高效率。当电感电流开始逆向并工作在断续导通模式（DCM）时，下管 MOSFET（LS-FET）立即关断，这样可以实现跳频并能降低频率，减少开关损耗。

低噪声设计

除了体积小以外，MPM38222还具有超低的EMI噪声。由于其开关频率高，MPM38222可以使用一个22µF 0603陶瓷电容就可以提供干净的输出，其峰峰值电压纹波小于20mV。对于输入侧，MPM38222在两个通道之间采用了180°相移，从而最大程度地减小了输入电压纹波。MPM38222的设计还满足低EMI标准。图4显示了MPM38222的辐射EMI性能（EN55022 B类）。

图 4: MPM38222辐射EMI测试

良好的散热性能

图5a为5V输入，1.8V @ 1A和1.2A@1A的热像图，而图5b为两个通道相同电压下@ 2A负载电流的热线图。在没有散热器及强制气流的情况下，对于1A负载传导，MPM38222的温升仅比环温25°C高22°C；对于2A的条件，温升仅为45°C。MPM38222出色的热性能使其能够在高环温，空间狭窄的环境中稳定工作。

a. 5V 输入, 1.8V@1A, 1.2A@1A

b. 5V 输入, 1.8V@2A, 1.2A@2A

图 5：MPM38222 热像图

保护特性

MPM38222具有各种保护功能以确保可靠和安全的设计。

1)     软启动：带可控斜率的软启动有助于防止上电期间输入电流过冲。

2)     O打嗝过流保护（OCP）：MPM38222具有逐周期限流保护，输出短路接地时，芯片进入打嗝保护模式。

3)     过温关断：当结温达到160°C时，MPM38222会关断芯片。

更多具体保护特性，请参考 MPM38222 规格书。

结论

MPM38222效率高、噪声低、尺寸小，是光模块和其他空间受限设计的理想选择，其高集成度有助于简化设计并缩短上市时间。  

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