Im Einklang mit dem rasanten Fortschritt der 5G-Mobilfunknetze weltweit arbeitet Flex Power Modules eng mit OpenRAN und der O-RAN Alliance zusammen – einem globalen Netzwerk von über 160 Mobilfunkbetreibern, Anbietern sowie Forschungs- und akademischen Einrichtungen der RAN-Branche (Radio Access Network). Dadurch stärkt das Unternehmen seine Präsenz im Markt für Hochfrequenz-Leistungsverstärker (RFPA) und erweitert sein Angebot an isolierten DC/DC-Wandlern für RFPA-Anwendungen.
Da immer mehr Länder und Netzbetreiber 5G-Dienste einführen, besteht ein enormer Bedarf an effizienteren RFPAs. Laut dem Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) sind bestehende LTE (4G) RFPA-Lösungen aufgrund von Frequenzinkompatibilität nicht für den Betrieb im 5G-Bereich geeignet und erreichen daher bei fortgesetzter Nutzung keine hohe Effizienz.
Um die Herausforderungen bei der Entwicklung von RFPAs zu meistern, die höhere Leistung mit größerer Effizienz vereinen, können Entwickler die Vorteile von DC/DC-Wandlertechnologien nutzen. Tatsächlich bilden die neuesten DC/DC-Wandlerlösungen von Flex Power Modules bereits die Grundlage für signifikante Fortschritte bei der Effizienz von RFPAs und tragen so zur Steigerung der Gesamtenergieeffizienz von Basisstationen bei.
Zu den herausragendsten Angeboten gehört die PKM-D-Serie Die neuesten Modelle der vollgeregelten analogen DC/DC-Wandler sind der PKM4516AD und der PKM4516HD. Beide werden im branchenüblichen Viertel-Brick-Format geliefert und liefern Ausgangsleistungen von bis zu 18 A/504 W (28 V Nennspannung) bzw. bis zu 10 A/500 W (50 V Nennspannung). Beide zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus: 95,51 TP34T bei 28 V Ausgangsspannung und Halblast (PKM4516AD) bzw. 95,11 TP34T bei 50 V Ausgangsspannung und Halblast (PKM4516HD). Neben einer hohen MTBF (mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen) von knapp 8 Millionen Stunden bietet die Ausgangsspannungsanpassung bis zu +201 TP34T/-501 TP34T die Möglichkeit, eine Vielzahl von Leistungstransistoren zu betreiben und Linearität sowie Wirkungsgrad zu optimieren.
Energiesparfaktoren sind wichtig, da Prognosen zufolge die 5G-Datenraten bis 2023 107 Exabyte (EB) pro Monat erreichen könnten. Derzeit werden rund 5 kWh benötigt, um jedes Gigabyte (GB) Internetdaten zu übertragen. Der Stromverbrauch von 5G muss daher deutlich reduziert werden, um ökologisch nachhaltig und wirtschaftlich rentabel zu sein. Um dies weiter zu verbessern, setzen Entwickler energieintensiver RFPAs zunehmend auf Galliumnitrid-Transistoren (GaN), zunächst auf Basisstationsebene, anstatt auf LDMOS-Transistoren. Grund dafür sind die hohe Durchbruchspannung, die hohe Leistungsdichte, die große Bandbreite und der höhere Wirkungsgrad dieser Transistoren.
Eine weitere Lösung von Flex Leistungsmodulen ist die PKJ4000 Eine Serie von DC/DC-Wandlern im Halb-Brick-Format, die speziell für HF-Leistungsverstärkeranwendungen mit noch höherer Leistung entwickelt wurden. Diese Serie liefert 28 oder 50 V DC bei einer Leistung von bis zu 700 W aus einem Eingangsspannungsbereich von 36 bis 75 V. Darüber hinaus erfreut sich die achte Brick-Serie PKB-D als ergänzendes Produkt großer Beliebtheit, da neben 5 V (hauptsächlich für GaN) oder 30 V (hauptsächlich für LDMOS) häufig auch 5 V bei unterschiedlichen Leistungsstufen benötigt werden.
“Die Nachfrage nach unseren DC/DC-Wandlerlösungen wächst sowohl bei den großen Mobilfunkunternehmen als auch bei jenen, die über die OpenRAN-Initiative in den 5G-Bereich einsteigen. Ziel dieser Initiative ist die Schaffung eines offenen, intelligenten, virtualisierten und vollständig interoperablen RAN, um die 5G-Entwicklung zu beschleunigen”, erklärt James Zhang, Vertriebsleiter APAC bei Flex Power Modules. “Wir nutzen unsere Zusammenarbeit mit OpenRAN-Mitgliedern, um Unternehmen eine breite Auswahl an DC/DC-Bauteilen anzubieten, die sich ideal für RFPA-Anwendungen eignen.“.
Flex Power Modules entwickelt neue Produktlösungen, darunter eine in Kürze anzukündigende Reihe digitaler isolierter DC/DC-Wandler für RFPAs, die die Vorteile durch Überwachung, Konfiguration und Steuerung mittels des offenen PMBus-Protokolls erweitern werden.
Letztendlich unterstützen die neuesten DC/DC-Wandler von Flex Power Modules wichtige Systemfaktoren wie Dichte, Integration, Zuverlässigkeit und Effizienz und ermöglichen es einer wachsenden Zahl von RFPA-Entwicklern, die Entwicklungszyklen zu verkürzen und eine schnellere Markteinführung zu erreichen.