一、光模块的电源设计挑战

AI 数据中心与 5G 承载网正推动光模块向 400G / 800G 乃至 1.6T 快速演进。速率翻倍的背后，电源设计面临三重挑战：

l 功耗与电流攀升：DSP/CDR 成为模块功耗大户，核压电流从 1A 级跃升至 6A 级以上，负载瞬态剧烈，要求转换器具备毫秒级快速响应；

l 空间极致受限：QSFP-DD / OSFP 模块内部 PCB 面积仅数平方厘米，器件高度普遍要求不超过 1.1mm，外围电感、电容数量越少越好；

l 多轨时序与噪声管理：DSP、Driver、TIA、MCU 多路电源轨需要严格的上电时序与低功耗模式（LPmode）切换，TIA 与激光器通道对供电纹波高度敏感。

针对上述挑战，希荻微电子（证券代码：688173）提供从"轨闸门"到"轨变换"再到"交钥匙模块"的电源方案：4 款负载开关（Load Switch）、5 款 DC-DC 降压转换器（Buck）、3 款集成电感电源模块（Buck Module），以 WLCSP / DFN 小型封装和最高 10MHz 的开关频率，广泛覆盖光模块 3.3V 输入以内数字电源树的主要功率级——从入口总开关、多轨降压到分轨通断。该方案组合同样适用于 100G QSFP28 及 25G / 50G SFP28 等仍在大量出货的既有形态：小电流 Buck 与小型封装负载开关可覆盖其 MCU、DSP IO 等数字供电轨及 TIA 轨的通断控制，帮助客户平滑升级产品。

二、光模块电源架构总览

主机 3.3V 电源经 12A 主开关 HL55514 进入模块后，沿自上而下的功率流分为四条分支——Buck 分立（DSP 核压 / 小电流轨）、集成电感电源模块（3A / 6A，简化设计）与负载开关（分轨通断、上电时序 / LPmode），分别覆盖 DSP、MCU、TIA、Driver 等供电对象。各产品在架构中的位置如下图所示：

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图 1 光模块电源架构流程图（自上而下功率流，虚线为管理控制流）

注：DSP 核压轨的分立 Buck 与集成电感电源模块为同一目标轨的两种实现方式，实际选型时按需二选一，并非同时使用。

三、应用位置速查（选型指南）

表 1 光模块框图位置与推荐产品

框图位置	核心需求	推荐产品	关键优势
3.3V主电源轨总开关	大电流、浪涌抑制	HL55514	12A / 3mΩ，三态CT可调上升时间 + 50Ω快放电，0.2V超宽输入
TIA / Driver / MCU轨通断与时序	4A级、受控开通	HL55013 / HL55113	软启动限制inrush，集成放电电阻，Ron 7.8~8mΩ，ISD 仅 2µA
极限空间支路（SFP / SFP28）	超小封装	HL55513	0.85×0.85mm WLCSP-4，2A
DSP核压（0.55~1.0V）	大电流、快瞬态、高精度	HL75136；HM75864 / HM75166	±1%精度 6A，11.5+6.5mΩ超低Rds(on)，98%效率，PG信号
多相大电流核压（>6A）	并联均流	HL75132	droop均流四相并联至 8A，8.5MHz
MCU / DSP IO / TIA小电流轨	小体积、轻载高效	HL75126 / HL75131	10MHz，18µA Iq，1.2×0.9×0.6mm，100%占空比，95%效率
Driver /通用 3A 轨	低纹波或快交付	HL75088；HM75823	3MHz FCCM低纹波，CoT控制，PG信号，95%效率

四、产品线详解

4.1 负载开关系列（4 款）—— 上电时序与省电模式的守护者

作为电源轨的"闸门"，该系列以受控开通斜率限制浪涌电流，保护高阻抗的上游电源；内置 50230Ω 放电电阻，确保关断后输出快速泄放，配合软启动功能保证重复上电时序可靠；WLCSP 小型封装满足模块极限空间要求。全系支持逻辑电平使能控制与主动输出放电，并具备热关断保护。HL55514 以 12A / 3mΩ 承担 3.3V 主轨总开关，CT 引脚支持三态配置，可灵活选择 3 种不同的开通上升时间以适配不同 inrush 场景，输入电压低至 0.2V 即可工作，有效应对总线电压跌落；HL55013 / HL55113（4A，Ron 仅 7.88mΩ）用于 TIA、Driver、DSP 各轨的使能与 LPmode 切换，Iq 低至 36~37µA，关断电流 ISD 仅 2µA；HL55513（2A，WLCSP-4 仅 0.85×0.85mm）是同规格负载开关中体积最小的选择之一，尤其适合 SFP / SFP28 等空间极度受限的场合。

表 2 负载开关（Load Switch）系列参数

Part Number	Vin (V)	Iout (A)	Ron (mΩ)	Iq (µA)	Dis-R (Ω)	封装(mm)	对标物料
HL55013	1–5.5	4	8	37µA@3.6V	230	WLCSP-6 1.48×0.98	TPS22964
HL55113	1–5.5	4	7.8	36µA@3.6V	220	WLCSP-6 1.48×0.98	ADP196
HL55513	1.4–5.5	2	20	12µA@3.6V	160	WLCSP-4 0.85×0.85	TPS22912
HL55514	0.2–5.5	12	3	27µA	50	WQFN-10 1.5×2.0	TPS22998

注：Ron、Iq 均为典型值；对标物料仅供选型参考。

4.2 DC-DC 降压系列（5 款）—— 从 0.6A 小轨到 6A 核压

µPOL 系列（HL75126 / HL75131 / HL75132）以最高 10MHz 的高开关频率将外围电感缩小至 150~470nH、电容缩至 0402 封装，整体方案尺寸显著缩小；PFM 轻载模式配合 18µA 静态电流，保障模块低功耗状态下的效率，峰值效率可达 95%。HL75126 / HL75131（0.6A / 1A，WLCSP-6 仅 1.2×0.9×0.6mm，厚度仅 0.6mm）适合 MCU、DSP IO、TIA 等小电流轨，支持 100% 占空比工作；HL75132 支持 droop 均流与 LDC 线压降补偿，可四相并联扩展至 8A，面向 800G DSP 核压需求，支持预偏置输出单调启动，多轨系统中可有效防止电流倒灌；HL75136 以 ±1% 精度、4MHz 提供 6A 分立核压方案，内置 11.5mΩ + 6.5mΩ 低导通电阻功率管，峰值效率高达 98%，并配备 PG 电源良好信号引脚，便于多轨时序监控；HL75088（3A，3MHz）采用先进 CoT 控制拓扑，配合 FCCM 强制连续导通模式实现低输出纹波，效率达 95%，同样具备 PG 信号输出。

表 3 DC-DC 降压（Buck）系列参数

Part Number	Vin (V)	Iout (A)	Fsw (MHz)	FB (V)	Vout (V)	精度	Iq (µA)	封装(mm)	对标物料
HL75126	2.3–5.5	0.6	10 / 8 / 6.5	–	1.2~3.3固定	±2%	18	WLCSP-6 1.2×0.9	TPS6267x
HL75131	2.3–5.5	1	10 / 8 / 6.5	–	1.2~3.3固定	±2%	18	WLCSP-6 1.2×0.9	TPS6267x
HL75132	2.7–5.5	2	8.5	0.6	0.6~1.8固定	±1%	550	WLCSP-6 1.5×1.15	MIC23150 / FAN53713
HL75136	2.3–5.5	6	4	0.5	≥0.55 可调	±1%	35	DFN-9 2.0×3.0	MP2145 / MP2147
HL75088	2.7–5.5	3	3	0.6	0.6~4.0可调	±1%	-	WLCSP-6	TPS62088

注：Iq 为空载非开关态典型值；对标物料仅供选型参考。

4.3 电源模块系列（3 款）—— 集成电感的"简化设计"方案

功率管、电感与补偿网络全部集成，免环路设计与磁性元件选型，大幅缩短开发周期并消除批量生产中的电感供应风险，峰值效率可达 95%。全系具备打嗝模式短路保护与热关断保护，支持 EN 使能控制与主动输出放电。HM75864（6A，LGA-19 3×3×1.36mm）面向 400G / 800G DSP 核压设计，1.5MHz 固定频率 + FCCM 强制连续导通实现全负载低纹波，SS 引脚支持外部可编程软启动时间，配合 PG 信号实现精确的上电时序控制；HM75823（3A，LGA-10 2.0×2.5mm，最薄处仅 1.1mm）适合高度受限的小电流轨，采用先进 CoT 控制拓扑，瞬态响应迅速，厚度刚好满足 QSFP-DD 模块 1.1mm 限高要求；HM75166（6A，LGA-24 4×6mm）在功率密度与成本之间取得平衡，支持预偏置启动与 100% 占空比工作，集成 PG 信号方便多轨时序监控。

表4 电源模块（Buck Module）系列参数

Part Number	Vin (V)	Iout (A)	Fsw (MHz)	FB (V)	Dmax	Iq (µA)	封装(mm)	对标物料
HM75166	2.3–5.5	6	3	0.5	100%	40	LGA-24 4.0×6.0×1.6	MPM3860
HM75823	2.7–5.5	3	2	0.6	–	8mA	LGA-10 2.0×2.5×1.1	TPSM82823
HM75864	2.75–5.5	6	1.5	0.6	100%	400	LGA-19 3×3×1.36	MPM3864