物聯網無線通信應用的電源子產品設計指南

無線通信早已深入人們的生活，設計無線子產品的公司也越來越多，從事射頻設計的朋友也越來越多，以下是我總結的一些無線子產品的電源設計注意事項分享給各位希望對各位讀者有所幫助。如果有不同意見或建議的也希望大家通過成都億佰公司的官網微網誌及時與我們聯系，以便我們及時的更正與修改。

以下的分享主要分為電源的性能名額以及電源電路的PCB布局兩個方面。

一、電源子產品的性能名額設計

電源子產品的主要名額有，負載調整率，電壓調整率，紋波等，本文主要從電源的負載調整率，紋波兩個方面讨論無線子產品的電源名額設計。

1.負載調整率(LOAD REGULATION)

負載調整率即電源負載的變化會引起電源輸出的變化,負載增加,輸出降低,相反負載減少,輸出升高。好的電源負載變化引起的輸出變化減到最低,通常名額為3%~5%。  

負載調整率是衡量電源好壞的名額，好的電源輸出接負載時電壓降小。其負載調整率=(滿載時輸出電壓-半載時輸出電壓)/額定負載時輸出電壓。

無線子產品的電源設計過程中這一名額也是非常重要的，因為無線子產品經常處于接收、發射、休眠等多種模式下其電源所帶的負載時常在變化的，是以就要求子產品的電源具有良好的電壓調整率。除此之外由于無線子產品的特性其在開始發射信号的瞬間會需要很大電流，根據不同功率的子產品其瞬态發送電流有所不同，是以設計中也應該考慮到這點給無線子產品提供足夠大的瞬态電流以保證信号發射的完整性與正确性。

2.紋波

簡單的講：紋波就是一個直流電壓中的交流成分。直流電壓本來應該是一個固定的值，但是很多時候它是通過交流電壓整流、濾波後得來的，由于濾波不幹淨，就會有剩餘的交流成分，即使是用電池供電也會因負載的波動而産生波紋。事實上，即便是最好的基準電壓源器件，其輸出電壓也是有波紋的。

3.紋波電壓的危害：

• 容易在用裝置中産生不期望的諧波，而諧波會産生較多的危害，并且在無線子產品的通信系統中諧波會給通信的品質等帶來不好的影響。
• 紋波較大會降低電源的工作效率，是以也就随之提高了無線子產品的整體功耗是的子產品在低功耗等應用領域收到局限。
• 較大的紋波易造成浪湧電壓或電流，是以容易導緻損壞MCU、RF晶片。
• 紋波較大易幹擾數字電路的邏輯關系，影響資料的正常傳輸與子產品的正常通信。
• 較大的紋波易帶來噪音幹擾，使得無線子產品在發射與接收時易受到幹擾而導緻通信失敗。

以上介紹了電源名額對子產品的影響，以下介紹提升性能的辦法對子產品的影響。

4.抑制紋波的方法：  

• 在成本、體積允許的情況下，盡可能采用全波或三相全波整流電路。
• 加大濾波電路中電容容量，條件許可時使用效果更好的LC濾波電路。
• 使用效果好的穩壓電路，對紋波抑制要求很高的地方使用模拟穩壓電源而不使用開關電源。
• 合理布線。

二、PCB的布局注意事項

除對電源的性能名額進行合理的設計之外，在無線子產品的電源設計中我們還應當注意PCB的布局布線技巧以此提升電源的性能以及與射頻電路的電磁相容。

• 在射頻子產品的設計中電源電路應盡量與射頻分離，因為電源具有一定的紋波靠的太近易對射頻電路産生幹擾以及不可預料的影響。
• 電源部分布線需要有足夠粗細的電源線還需要有可供電源快速回流的參考地，因為子產品瞬時發送電流較大電源的回流也需要足夠的快。
• 電源的濾波，在布線是應盡可能的将濾波電容靠近被供電的MCU、射頻IC、PA等這樣才能讓濾波電路發揮更大作用。