TI助力高速光模块市场，提供高集成度更小封装电源解决方案( 二 ) （一）高速光模块的市场概况

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表1：TI适用于LDD驱动方案的buck产品选型表
Buck-Boost电源解决方案适用于一些激光发射器驱动芯片供电电压大于3.3V的情况。 TI提供高开关频率的Buck-Boost芯片：TPS61099B 。
TPS61099B是一颗即使在轻载下仍然通过强制PWM控制方案以保证在全负载范围内都能很好的抑制输出电源的高频纹波。 3MHz的开关频率及1.23x0.88mmWCSP的封装极大的减小了整体电源方案的布板面积。 1A的最大开关节点电流限制，适用于电流需求小于1A的绝大部分应用。如下是TPS61099B的典型应用电路。通过少量的外围无源元件即可实现。

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图5：TPS61099B典型电路应用
2.PAM4DSP或者主MCU供电单元：
传统的10G及10G以下的光模块设计中， MCU的功耗往往相对较低，采用3A及以下的Buck降压芯片可以满足供电电源的参数设计。在50G及以上的高速光模块中，尤其是对于更多通道更远传输距离的LR4/ER4等高速光模块，往往不仅要采用功耗更高的PAM4-DSP控制芯片，还会加入FPGA单元提高数据的处理能力。这时， 3A及以上的Buck降压芯片往往被工程师所采用。基于目前收集的对供电电源的要求， TI提供如下电源解决方案供光模块硬件工程师选择：

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表2：TI适用于PAM4DSP或主MCU的buck产品选型表
3.APD高压驱动单元
雪崩光电二极管(AvalanchePhotonDiode,APD)常在需要进行远距传输的光模块中在接收端的光电信号转换中被使用。在光电二极管的PN结上加上反向偏压后，射入的光被PN吸收后会形成光电流，加大反向偏压会产生雪崩（光电流成倍激增）的现象。同时利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光电信号以提高检测的灵敏度。 APD往往需要大于35V的高压进行驱动。 TI提供集成有非同步升压及电流镜的TPS61391以驱动高压APD 。
TPS61391是一颗集成非同步升压转换器及电流镜电路的APD驱动芯片。可以将金手指提供的3.3v的端口电压最大升压到85V 。 800mA的开关节点电流值可以保证在85V的高压输出情况下仍然能提供10mA的驱动电流值。内置的1：5和4：5的电流镜可以根据不同精度的电流监测自动无缝切换。 700KHz的开关频率使得在外部电感设计的过程中，即使在占空比较小的情况下也能有效的控制电感体积。 TPS61391的封装是3x3的QFN封装，占板面积相对较小。
同时TI也推出了TPS61390以应用在低速PON光模块。在内置与TPS61391相同规格的非同步升压转换器和电流镜电路的同时，继续集成采样保持电路，以适应FTTH典型网络中突发型光信号的接收。
如下是TPS61391的典型电路应用：

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图6：TPS61391典型电路应用
4.EML激光发射器驱动电路：
EML激光发射器的驱动电路对于激光器电光信号转换的质量起到了重要的作用。针对于EML激光器，工程师在设计过程中主要涉及到EA负压驱动、恒电流光功率控制、TEC控制。
针对于TEC控制， TI提供通过Buck-boost芯片实现TEC控制，相比于传统的H桥控制模式，方案占板面积更小，成本更低，同时整体方案仍能保持在90% 。 TI提供的参考设计TIDA-050017为参考解决方案，以TPS63802/TPS63805为核心，通过数字化的温度PID控制以实现对EML激光器的恒温控制。

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图7：基于TPS63802的TIA温度控制设计