USB无线调制解调器的功率管理考虑事项

　　USB端口是电子设备中最流行的接口，几乎无处不在。虽然说USB 2.0规范规定USB端口可作为主机设备为下行功能提供2.5W/5V/500mA的电源，但实际中大多数USB电源在设计中都留有一定的裕量，电流会大于500mA，其具体数值因电子设备制造商而不同，有时甚至高至每端口1.5A。

　　图1所示为一个多频带网络USB无线调制解调器的通用系统模块示意图。其前端电源模块包括一个限流开关、一个步降转换器和几个mF数量级的充电电容器。它的输出电压取决于设计标准，在3.6~3.8V之间。

　　对于GSM/GPRS调制解调器，尤其需要小心谨慎，因为发送期间GSM/GPRS框架8个时隙中的一个或两个时隙需要2A峰值电流。2A峰值电流的脉宽为577μs，周期为4.615ms (217Hz)，如图2所示。本文将讨论支持class 8 (1 上行链路 + 4 下行链路) 和 class 10 (2 上行链路 + 4 下行链路) 的电源设计。

　　从系统功率的角度来看，设计挑战在于VBUS应该保持在4.4V之上以满足USB 2.0规范的要求，而GSM/GPRS PA的最小输入电压通常必需为2.9~3.0V，以确保安全工作。

　　图3所示为GSM/GPRS class 8条件下的典型波形。褐色线代表降压转换器的输出电压(设置为3.8V) 或RF PA的输入电压，其在2A峰值负载期间下降至3.3V，由绿色线表示。不过，蓝色线表示的VBUS 十分稳定，这是因为对USB主机设备的输入进行了限流，同时充电电容器可以支持超过输入USB功率的瞬态峰值功率。