智能手機(jī)電源管理優(yōu)化六要素
2007/10/16 10:06:48 電源在線網(wǎng)
隨著手機(jī)功能的日益增強(qiáng)，要實(shí)現(xiàn)手機(jī)的“all day running(不間斷工作)”，對(duì)于手機(jī)設(shè)計(jì)者來說是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。國內(nèi)手機(jī)設(shè)計(jì)公司如何應(yīng)對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)？下面我們就以Windows Mobile系統(tǒng)的智能手機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。
我們可以把手機(jī)分為能量提供單元，穩(wěn)壓?jiǎn)卧幚砥鳌⑸漕l單元和外設(shè)單元四個(gè)部分，我們就從這些部分來討論如何優(yōu)化電源管理。
能量提供單元：選擇儲(chǔ)能高的電芯
能量提供單元從早期的鎳氫電池、鋰離子電池，到現(xiàn)在的聚合物電池，雖然實(shí)現(xiàn)了不小的進(jìn)步，但隨著便攜式產(chǎn)品功能的日益豐富，仍是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最大短板，這也是大家競(jìng)相研究電源管理的根本原因。從這個(gè)角度講，我們注重的就是在產(chǎn)品定義的初期就要盡可能多地提高電磁倉的大小，從而選擇儲(chǔ)能高的電芯。這是因?yàn)橄嗤酆衔锏碾娦荆淙萘渴怯审w積決定的。
穩(wěn)壓?jiǎn)卧哼x擇高轉(zhuǎn)換效率架構(gòu)
穩(wěn)壓?jiǎn)卧淖饔檬前央姵仉妷恨D(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓，這部分對(duì)能量的消耗主要來自轉(zhuǎn)換的效率。常用的穩(wěn)壓器件是LDO和DC/DC，LDO的特點(diǎn)是輸出電源的紋波小，但是其效率比較低；DC/DC的特點(diǎn)是效率高，輸出電流大，但是紋波也大，因此穩(wěn)壓器件廠商為了滿足設(shè)計(jì)需求，競(jìng)相推出高轉(zhuǎn)換效率的LDO和低紋波的DC/DC。
其實(shí)在實(shí)際的應(yīng)用中，常見的一種方式就是如圖穩(wěn)壓?jiǎn)卧镜哪欠N架構(gòu)：DC/DC的輸入端接到電池，這樣可以獲得較高的轉(zhuǎn)換效率，LDO的輸入端接到DC/DC，這樣可以獲得紋波很小的電源，這是一種比較好的提高轉(zhuǎn)換效率的架構(gòu)，手機(jī)芯片廠商和PMU廠商也是看到了這種設(shè)計(jì)需求，紛紛推出了內(nèi)置這種架構(gòu)的套片，一方面簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，提高了集成度，另一方面也簡(jiǎn)化了電源管理的復(fù)雜度，蠶食了穩(wěn)壓器件廠商的市場(chǎng)。
處理器單元：手機(jī)設(shè)計(jì)公司變更余地不大
處理器單元Processor和PMU的配合是由芯片設(shè)計(jì)廠商完成的，這是電源管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)；鑒于功能的日益增強(qiáng)，處理器的頻率相比以前有了很大的提升，動(dòng)態(tài)的電源管理就變得十分的必要；這里，電源管理的效果要依賴于平臺(tái)廠商的設(shè)計(jì)，手機(jī)設(shè)計(jì)公司可變更的余地是不大的。
我們可以把手機(jī)分為能量提供單元，穩(wěn)壓?jiǎn)卧幚砥鳌⑸漕l單元和外設(shè)單元四個(gè)部分，我們就從這些部分來討論如何優(yōu)化電源管理。
能量提供單元：選擇儲(chǔ)能高的電芯
能量提供單元從早期的鎳氫電池、鋰離子電池，到現(xiàn)在的聚合物電池，雖然實(shí)現(xiàn)了不小的進(jìn)步，但隨著便攜式產(chǎn)品功能的日益豐富，仍是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最大短板，這也是大家競(jìng)相研究電源管理的根本原因。從這個(gè)角度講，我們注重的就是在產(chǎn)品定義的初期就要盡可能多地提高電磁倉的大小，從而選擇儲(chǔ)能高的電芯。這是因?yàn)橄嗤酆衔锏碾娦荆淙萘渴怯审w積決定的。
穩(wěn)壓?jiǎn)卧哼x擇高轉(zhuǎn)換效率架構(gòu)
穩(wěn)壓?jiǎn)卧淖饔檬前央姵仉妷恨D(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓，這部分對(duì)能量的消耗主要來自轉(zhuǎn)換的效率。常用的穩(wěn)壓器件是LDO和DC/DC，LDO的特點(diǎn)是輸出電源的紋波小，但是其效率比較低；DC/DC的特點(diǎn)是效率高，輸出電流大，但是紋波也大，因此穩(wěn)壓器件廠商為了滿足設(shè)計(jì)需求，競(jìng)相推出高轉(zhuǎn)換效率的LDO和低紋波的DC/DC。
其實(shí)在實(shí)際的應(yīng)用中，常見的一種方式就是如圖穩(wěn)壓?jiǎn)卧镜哪欠N架構(gòu)：DC/DC的輸入端接到電池，這樣可以獲得較高的轉(zhuǎn)換效率，LDO的輸入端接到DC/DC，這樣可以獲得紋波很小的電源，這是一種比較好的提高轉(zhuǎn)換效率的架構(gòu)，手機(jī)芯片廠商和PMU廠商也是看到了這種設(shè)計(jì)需求，紛紛推出了內(nèi)置這種架構(gòu)的套片，一方面簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，提高了集成度，另一方面也簡(jiǎn)化了電源管理的復(fù)雜度，蠶食了穩(wěn)壓器件廠商的市場(chǎng)。
處理器單元：手機(jī)設(shè)計(jì)公司變更余地不大
處理器單元Processor和PMU的配合是由芯片設(shè)計(jì)廠商完成的，這是電源管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)；鑒于功能的日益增強(qiáng)，處理器的頻率相比以前有了很大的提升，動(dòng)態(tài)的電源管理就變得十分的必要；這里，電源管理的效果要依賴于平臺(tái)廠商的設(shè)計(jì)，手機(jī)設(shè)計(jì)公司可變更的余地是不大的。
射頻單元：看重PA耗流和DC/DC效率
射頻單元的主要耗能器件是PA，它直接從電池或DC/DC取電，這就要求我們提高DC/DC的效率，減少能量的損耗；還有就是選擇PA耗流相對(duì)較小的芯片設(shè)計(jì)方案，這樣，當(dāng)打電話的時(shí)候可以減少耗流，如果用戶的來電比較多，其節(jié)省的能量是相當(dāng)可觀的，所以在射頻單元的選取上，PA的耗流和DC/DC的效率是我們考慮的一個(gè)重要的因素。
外設(shè)單元：減少器件耗流
外設(shè)單元是我們進(jìn)行電源管理的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。外設(shè)單元的能量來源有的是PMU，有的是LDO、Buck或Boost，除了前面提到的效率之外，進(jìn)行合適的電路設(shè)計(jì)也是電源管理的一個(gè)重要手段，比如LCD和鍵盤背光燈的亮度，指示燈的亮度，我們的目標(biāo)是在滿足用戶使用的條件下，盡可能低地減少他們的耗流，這包括增加限流電阻的阻值和控制亮度和時(shí)長兩個(gè)方面，這需要軟件和硬件協(xié)同工作，以達(dá)到最優(yōu)。
用戶：培養(yǎng)節(jié)能習(xí)慣
我們還認(rèn)為電源管理也是用戶和手機(jī)的互動(dòng)，也就是說用戶自己也可以參與手機(jī)的電源管理。為什么這么說呢？因?yàn)樵缙诘氖謾C(jī)功能相對(duì)簡(jiǎn)單，軟件復(fù)雜度和硬件復(fù)雜度都很低，而智能手機(jī)卻不一樣，就以WindowsPocketPC來說，用戶經(jīng)過一段時(shí)間的使用后，就應(yīng)該進(jìn)入內(nèi)存選項(xiàng)關(guān)閉一些不必要的程序，比如玩過的游戲；不用的時(shí)候要讓系統(tǒng)快速進(jìn)入睡眠模式；有臺(tái)式機(jī)或者筆記本時(shí)，把手機(jī)用USBcable和他們連接上充電，這時(shí)候系統(tǒng)的耗電就直接從USB取電，而不是電池，這樣一方面可以為手機(jī)充電，一方面可以延長手機(jī)電池的使用壽命，這些使用的小技巧需要用戶慢慢的養(yǎng)成，漸漸的你也可以玩轉(zhuǎn)智能手機(jī)的！
德信無線智能手機(jī)事業(yè)部 薛辰宇
聲明：本信息內(nèi)容的真實(shí)性未經(jīng)電源在線網(wǎng)證實(shí)，僅供參考。編輯：shadowhao 來源：中國電子報(bào)
