隨著手機(jī)功能的日益增強(qiáng),要實(shí)現(xiàn)手機(jī)的“alldayrunning(不間斷工作)”,對(duì)于手機(jī)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。國(guó)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WindowsMobile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、射頻單元和外設(shè)單元四個(gè)部分,我們就從這些部分來(lái)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
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(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。國(guó)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)壓單元,處理器、射頻單元和外設(shè)單元四個(gè)部分,我們就從這些部分來(lái)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(cāng)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(lái)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(jiàn)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(lái)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(lái)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(zhǎng)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)。