無(wú)線局域網(wǎng) （WLAN） 或 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)是家庭中管理本地和互聯(lián)網(wǎng)信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)。我們現(xiàn)在正處于期望我們的家庭安全系統(tǒng)、冰箱、烤箱、暖通空調(diào)、筆記本電腦、手機(jī)和其他家用電子設(shè)備不僅能夠相互交談而且還能與我們交談的地步。今天的趨勢(shì)是創(chuàng)建更小和更低功耗的 WLAN 設(shè)備來(lái)處理所有這些實(shí)體。WLAN 在家庭中的發(fā)展突飛猛進(jìn)，解決分布式 WLAN 系統(tǒng)的占用空間和散熱問題得到了極大的關(guān)注。那么，WLAN散熱問題是什么樣的？

有人說(shuō)功率放大器 （PA）、低噪聲放大器 （LNA） 和濾波器是熱量消耗者（很多時(shí)候以瓦特或功率來(lái)衡量）。通常，這些設(shè)備會(huì)以更快的數(shù)據(jù)速率運(yùn)行，從而“消耗”功率或散發(fā)熱量，從而產(chǎn)生線性和準(zhǔn)確性重新傳輸問題，或因環(huán)境溫度變化而導(dǎo)致效率損失。

這些都是合理的問題，但為所有這些功能驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)備在涉及電源和 PCB“吃得過(guò)多”問題時(shí)也占據(jù)了最高的地位。這種設(shè)備的操作規(guī)范的最終組合是高效率和小尺寸。

為了解決這些問題，我將從研究傳統(tǒng)的電源生成解決方案開始。一個(gè)對(duì)電源電壓進(jìn)行下變頻的簡(jiǎn)單 LDO 是一個(gè)很好的開始。LDO 解決方案最容易用小尺寸芯片和幾個(gè)電阻/電容來(lái)實(shí)現(xiàn)，但它的效率很差。對(duì)于 24V 至 5V LDO 轉(zhuǎn)換，您將獲得 21% 的效率等級(jí)。此外，高輸出電流需要龐大的散熱器，這將使小型 LDO 的優(yōu)勢(shì)降到最后。

更好的方法是使用降壓 DC-DC 開關(guān)穩(wěn)壓器或降壓轉(zhuǎn)換器。借助降壓轉(zhuǎn)換器、分立電感器和開關(guān)策略管理我們的 24V 至 5V 電源的轉(zhuǎn)換，具有更高的效率標(biāo)記。這將這種電源解決方案的效率從 21% 提高到 80%。

傳統(tǒng)降壓轉(zhuǎn)換器的布局占用約 35.64mm 2的空間（圖 2）。

傳統(tǒng)降壓轉(zhuǎn)換器 PCB 布局 （35.64mm 2 ）

但是，我確實(shí)說(shuō)過(guò)涉及到一個(gè)分立電感器，它會(huì)消耗 PCB 空間。這些器件需要額外的電容器來(lái)完全實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換以及一定程度的設(shè)計(jì)工程智能，以完成開關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)的組件選擇。

圖 1 中的降壓轉(zhuǎn)換器解決了 LDO 效率問題，但由于電感器尺寸過(guò)大，我們?nèi)栽谂c整體尺寸問題作斗爭(zhēng)。我們可以做得更好。

讓我們用降壓轉(zhuǎn)換器模塊來(lái)提升它。降壓轉(zhuǎn)換器模塊將電感器吸收到 IC 封裝中，理論上可以進(jìn)一步減少 PCB 空間。但是為了讓這個(gè)理論更進(jìn)一步，我們需要選擇一個(gè)利用了一定程度的封裝創(chuàng)意的降壓轉(zhuǎn)換器模塊。

一些降壓調(diào)制器供應(yīng)商已通過(guò)在集成電路頂部堆疊內(nèi)置電感器來(lái)實(shí)施下一步（圖 3）。

圖 3 中的電源模塊將電感器和降壓轉(zhuǎn)換器集成在一個(gè)簡(jiǎn)單緊湊的封裝中。在完成的封裝中，唯一需要的外部元件是三個(gè)電容器和四個(gè)電阻器（圖 4）。

電感/IC電路降壓模塊使PCB布局的封裝尺寸更??；2.6 毫米 x 3 毫米 x 15 毫米（寬 x 長(zhǎng) x 高）。

具有電感器/IC 電路堆疊的降壓模塊顯著減少了標(biāo)準(zhǔn)降壓轉(zhuǎn)換器解決方案占用的 PCB 空間。圖 4 布局 （27.93mm 2 ） 比傳統(tǒng)降壓轉(zhuǎn)換器布局 （35.64mm 2 ） 好 27%。

我們的分布式家庭 WLAN 系統(tǒng)繼續(xù)在家庭環(huán)境中使用。WLAN 設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)之一是以高功率效率和低 PCB 面積實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)。一個(gè)好的起點(diǎn)是從完善的電源策略開始，然后再轉(zhuǎn)向其余組件。我們看到典型的 LDO 解決方案在效率方面存在不足。傳統(tǒng)的 IC 開關(guān)降壓轉(zhuǎn)換器在尺寸、設(shè)計(jì)周期時(shí)間和 PCB 面積利用率方面存在不足。將 IC 和電感器堆疊在一個(gè)封裝中的封裝提供了高效率和小尺寸，從而降低了 WLAN 系統(tǒng)的溫度和尺寸。

審核編輯：郭婷