智能手機的電源管理係統設計及應用
發布時間:2012-01-18
中心議題:
- 智能手機電池的選擇
- 智能手機電源拓撲設計
- 智能手機的電源管理係統設計
解決方案:
- 離散解決方案
- 整合解決方案
當今科技所需求的手機電池除了要能夠長時間供應穩定電源外,體積小重量輕也是關鍵。縮小電路板麵積、增長供電時間與減少成本該如何畢其功於一役?將眾多電源管理組件整合在單一芯片上將是解決問題的最好途徑。
早(zao)期(qi)的(de)行(xing)動(dong)電(dian)話(hua)不(bu)是(shi)體(ti)積(ji)笨(ben)重(zhong)龐(pang)大(da),就(jiu)是(shi)必(bi)須(xu)受(shou)到(dao)汽(qi)車(che)電(dian)池(chi)的(de)束(shu)縛(fu),但(dan)經(jing)過(guo)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)發(fa)展(zhan),今(jin)天(tian)的(de)行(xing)動(dong)電(dian)話(hua)已(yi)變(bian)得(de)非(fei)常(chang)輕(qing)巧(qiao),除(chu)了(le)電(dian)話(hua)功(gong)能(neng),它(ta)們(men)還(hai)會(hui)做(zuo)許(xu)多(duo)事(shi)。新(xin)型(xing)3.xG 智能型手機把傳統的2G 行動電話和多種其它功能結合在一起,包括PDA、數字相機、音樂播放機(MP3)以及全球定位係統(GPS)。如此多元的功能需要許多零件,其中絕大多數的電源電壓並不相同,電流需求則不斷增加,使得它們需要更多電力。(圖一)是從2G 語音電話升級到3G 視訊電話後,功率需求增加的估計值。

圖一 功耗值
在zai此ci同tong時shi,消xiao費fei者zhe卻que想xiang要yao更geng精jing巧qiao的de手shou機ji。本ben文wen介jie紹shao兩liang種zhong電dian源yuan管guan理li係xi統tong,它ta們men可ke以yi協xie助zhu智zhi能neng型xing手shou機ji設she計ji人ren員yuan在zai彼bi此ci衝chong突tu的de目mu標biao間jian取qu得de平ping衡heng,例li如ru將jiang封feng裝zhuang減jian至zhi最zui小xiao,同tong時shi支zhi持chi更geng大da的de功gong率lv需xu求qiu;實現最佳效率,讓電池提供最長的使用時間;以及將電源噪聲和漣波降至可接受水平,以支持新世代的行動電話。
選擇電池
xuanzechongdiandianchishidianyuanguanlixitongshejideshouyaogongzuozhiyi,nieqingdianchihelilizidianchizeshimuqianjinyoudeliangzhongshijixuanze。lilizidianchidedanweitijixudianliangwei270~300Wh/l,單位重量蓄電量為110~130Wh/kg,都高於鎳氫電池的220~300Wh/l 以及75~100Wh/kg,因此在同樣蓄電量下,鋰離子電池的體積和重量都小於鎳氫電池;另外,鋰離子電池的3.6V 工作電壓也高於鎳氫電池的1.2V。行動電話的多數功耗都來自於1.2V 和3.3V 電源,要讓交換式電源轉換器發揮最大工作效率,較有效的方法通常是從高電壓轉換至低電壓,而不是從低電壓轉換至高電壓,因此鋰離子電池是最佳選擇。
要讓充電電池提供最長使用時間,適當的電池管理和控製就顯得格外重要。電池管理包含三個部份:充電控製、電(dian)池(chi)監(jian)視(shi)和(he)電(dian)池(chi)保(bao)護(hu)。從(cong)使(shi)用(yong)外(wai)接(jie)導(dao)通(tong)組(zu)件(jian)的(de)線(xian)性(xing)控(kong)製(zhi)器(qi)開(kai)始(shi),到(dao)內(nei)建(jian)開(kai)關(guan)組(zu)件(jian)且(qie)效(xiao)率(lv)更(geng)高(gao)的(de)交(jiao)換(huan)式(shi)控(kong)製(zhi)器(qi),充(chong)電(dian)控(kong)製(zhi)組(zu)件(jian)已(yi)有(you)長(chang)足(zu)進(jin)步(bu)。電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)器(qi)必(bi)須(xu)處(chu)理(li)500mA 到1500mA 範圍內的電流,以便提供快速的充電周期時間。電池監視和保護組件通常都與電池封裝在一起,電池監視組件可以是簡單的「電荷計量器」(coulomb counter),由中央處理器負責計算電池剩餘電力;也可以是內建微控製器的電池電力量測組件(gas gauge),由它透過DSP 與處理器之間的簡單界麵,直接提供剩餘電力、剩餘供電時間、電池電壓、溫度和平均電流量測值等資料。
電源拓樸
接著,設計工程師必須決定電源轉換組件的種類,它或許是以電感為基礎、並且內建FET 開關的交換式電源轉換器、無電感的交換式電源轉換器(電荷泵浦)或huo是shi線xian性xing穩wen壓ya器qi。這zhe些xie轉zhuan換huan器qi各ge有you其qi優you點dian。就jiu效xiao率lv而er言yan,以yi電dian感gan為wei基ji礎chu的de轉zhuan換huan器qi擁yong有you最zui高gao的de整zheng體ti效xiao率lv,其qi次ci是shi電dian荷he泵beng浦pu,最zui後hou才cai是shi線xian性xing穩wen壓ya器qi。成cheng本ben通tong常chang反fan比bi於yu效xiao率lv,因yin此ci線xian性xing穩wen壓ya器qi成cheng本ben最zui低di,然ran後hou是shi電dian荷he泵beng浦pu,最zui後hou則ze是shi以yi電dian感gan為wei基ji礎chu的de轉zhuan換huan器qi。線xian性xing穩wen壓ya器qi沒mei有you輸shu出chu漣lian波bo,電dian荷he泵beng浦pu有you一yi些xie輸shu出chu漣lian波bo,交jiao換huan式shi穩wen壓ya器qi的de輸shu出chu漣lian波bo則ze在zai三san者zhe之zhi間jian最zui高gao。就jiu整zheng個ge解jie決jue方fang案an的de體ti積ji來lai看kan,線xian性xing穩wen壓ya器qi的de體ti積ji最zui小xiao,通tong常chang隻zhi需xu輸shu入ru和he輸shu出chu電dian容rong,電dian荷he泵beng浦pu除chu了le輸shu入ru和he輸shu出chu電dian容rong外wai,還hai需xu一yi顆ke或huo兩liang顆ke「飛馳」(flying)電容,交換式穩壓器則需要電感器,因此其封裝體積會有很大差異。
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無論DSP 或模擬數字轉換器等數字零件,或是電源管理係統等模擬零件,2G 電(dian)話(hua)幾(ji)乎(hu)不(bu)提(ti)供(gong)任(ren)何(he)的(de)功(gong)能(neng)整(zheng)合(he),係(xi)統(tong)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)在(zai)發(fa)展(zhan)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)時(shi),通(tong)常(chang)會(hui)以(yi)成(cheng)本(ben)和(he)體(ti)積(ji)為(wei)優(you)先(xian)考(kao)慮(lv),而(er)不(bu)是(shi)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)。線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)隻(zhi)能(neng)將(jiang)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)更(geng)低(di)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya),因(yin)此(ci)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)必(bi)須(xu)高(gao)於(yu)3.3V,此時可利用低電流或中電流的線性穩壓器進行電壓轉換,以便提供電力給至2.8V 範圍內的其它電源需求。在3G 芯片組中,基頻處理器現已包含DSP、微處理器/微控製器、模擬數字轉換器和數字模擬轉換器,用來控製射頻訊號和音頻訊號處理。這顆處理器的核心電壓已降至1.2V 或是更低,I/O 和外圍電壓也開始減少至2.5V 至3.0V 範圍;由於3.xG 電話的電流需求通常都超過2.G 電話,3.xG shejirenyuanxuyaoxiaolvgaoyuxianxingwenyaqidezhiliudianyuanzhuanhuanqi,yibiantigonggengchangdedianchishiyongshijian。weijinyibuyanchangdianchishouming,xuduoshejirenyuanbixujinliangliyonglilizidianchidianli,zhidaoqidianyajiangzhi 最小值為止;在此過程中,如何產生3.3V 電壓就變成一項挑戰。從表麵上來看,設計人員若能繼續使用電池直到2.7V,並利用正電源降壓—升壓轉換器或是SEPIC 轉換器提供3.3V 電源,可攜式裝置的電池壽命就會大幅延長,但是根據(表一)針對600mAh 電池所做的簡單分析可發現情形並非如此,因為無論是采用效率更高的降壓轉換器,並將電池使用到3.3V,或是采用SEPIC 之類的轉換器,並將電池電力完全用盡,這兩種方式的供電時間幾乎沒有任何區別。

表一 60mAh 電池分析
除此之外,無論是使用兩顆電感的SEPIC 轉換器,或是某些效率更高的新型正電源降壓—升壓轉換器,它們的成本都更高,因此在做整體評估時,隻使用3.3V 以上的電池電力,然後利用高效率交換式電源轉換器提供3.3V 電源的方法不但更有效率,還可能是更具吸引力的選擇。以下介紹的離散解決方案就是使用降壓轉換器提供3.3V 電源,整合式解決方案則采用SEPIC 轉換器。
係統概述
不同的智能型手機零件有著不同的電源需求,(圖二)是行動電話中需要電源的主要零件簡單方塊圖,例如射頻單元的壓控振蕩器(VCO)以及鎖相回路(PLL)就(jiu)需(xu)要(yao)極(ji)低(di)噪(zao)聲(sheng)和(he)很(hen)高(gao)電(dian)源(yuan)拒(ju)斥(chi)比(bi)的(de)電(dian)源(yuan),確(que)保(bao)它(ta)們(men)提(ti)供(gong)最(zui)高(gao)的(de)傳(chuan)送(song)和(he)接(jie)收(shou)效(xiao)能(neng),因(yin)此(ci)雖(sui)然(ran)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)效(xiao)率(lv)不(bu)高(gao),但(dan)由(you)於(yu)它(ta)沒(mei)有(you)輸(shu)出(chu)漣(lian)波(bo),所(suo)以(yi)是(shi)這(zhe)類(lei)電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying)的(de)最(zui)佳(jia)選(xuan)擇(ze);同樣重要的是將直流轉換器的開關頻率,還有它們的二階和三階諧波,都保持在中頻頻帶之外。由於DSP 和中央處理器的核心電壓已降至1V 左zuo右you,以yi電dian感gan為wei基ji礎chu的de高gao效xiao率lv交jiao換huan式shi降jiang壓ya轉zhuan換huan器qi是shi理li想xiang選xuan擇ze。至zhi於yu屏ping幕mu背bei光guang照zhao明ming所suo使shi用yong的de白bai光guang二er極ji管guan,其qi電dian源yuan可ke來lai自zi電dian荷he泵beng浦pu或huo電dian感gan式shi升sheng壓ya/降壓轉換器。

圖二 智能型手機電源方塊圖
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動態電壓調整(Dynamic Voltage Scaling)
congtuyikekanchu,dianyuanxuqiuzuigaodeliangkelingjianshizaishepindanyuan,fenbieshifashejidegonglvfangdaqihejipinchuliqi。suizhedianhuayujiditaizhijiandejulibutong,gonglvfangdaqizaitonghuaguochengzhongzuiduoxiaohao75 %的總功耗,待命模式則隻有30%。采用非線性功率放大器的舊型GSM 電話發射機的典型工作效率約為50%,但是WCDMA 等較新標準卻同時需要振幅及相位調變,這隻有工作效率在25%至35%之間的線性放大器可以提供。除此之外,CDMA2000 1x 手機的正常基頻處理器負載需求是在60 至120mA 範圍,因此提供最有效率的電源給功率放大器和處理器就顯得極為重要。
動態/可適性電壓調整技術(DVS/AVS)與yu高gao整zheng合he度du組zu件jian所suo使shi用yong的de方fang式shi很hen類lei似si,它ta會hui把ba閉bi回hui路lu係xi統tong中zhong的de處chu理li器qi和he穩wen壓ya器qi連lian結jie在zai一yi起qi,並bing在zai確que保bao係xi統tong正zheng常chang工gong作zuo的de情qing形xing下xia,將jiang數shu字zi電dian源yuan供gong應ying的de輸shu出chu電dian壓ya動dong態tai調tiao整zheng至zhi最zui小xiao值zhi。功gong率lv放fang大da器qi會hui被bei最zui佳jia化hua,使shi它ta在zai最zui大da傳chuan送song功gong率lv下xia擁yong有you最zui高gao效xiao率lv。由you於yu絕jue大da多duo數shu手shou機ji都dou在zai基ji地di台tai附fu近jin工gong作zuo,手shou機ji的de無wu線xian電dian功gong能neng會hui在zai維wei持chi通tong訊xun質zhi量liang的de前qian題ti下xia,將jiang傳chuan送song功gong率lv降jiang至zhi最zui低di水shui平ping。當dang功gong率lv放fang大da器qi在zai較jiao低di的de功gong率lv水shui平ping下xia工gong作zuo時shi,它ta的de效xiao率lv會hui受shou到dao影ying響xiang,從cong(圖三)可以看出,利用動態電壓調整技術來調整功率放大器的電壓,它的工作效率會增加10%至20%。

圖三 功率放大器效率
數字處理器的功耗正比於電壓平方,因此中央處理器也能采用動態電壓調整技術;當(dang)中(zhong)央(yang)處(chu)理(li)器(qi)進(jin)入(ru)待(dai)命(ming)模(mo)式(shi)或(huo)其(qi)它(ta)功(gong)能(neng)精(jing)簡(jian)模(mo)式(shi),它(ta)就(jiu)能(neng)在(zai)較(jiao)低(di)的(de)頻(pin)率(lv)頻(pin)率(lv)下(xia)工(gong)作(zuo),此(ci)時(shi)可(ke)將(jiang)處(chu)理(li)器(qi)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di),以(yi)便(bian)減(jian)少(shao)功(gong)耗(hao),提(ti)升(sheng)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv),延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)。就(jiu)以(yi)OMAP1510 為例,假設它的電源是由TPS62200 供應,並使用1 安培小時的3.6V 鋰離子電池輸入,其它特性包括:
- 睡眠模式(TPS62200 采用PFM 調變)未用動態電壓調整:Vout = 1.5 V @ 300 µA ;效率= 93%
- 正常工作模式(TPS62200 采用PWM 調變):Vout = 1.5 V @ 100 mA ;效率 = 96%
假設此組件95%時間處於睡眠模式,5%時間處於正常工作模式,則從輸出功率與時間的關係圖可看出,將動態電壓調整技術用於睡眠模式,電池壽命會最多延長9 個小時。
離散解決方案
圖四是利用離散組件實作的電源管理係統,電池電壓限製為3.3V。

圖四 利用離散組件實作的電源管理係統
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在這個解決方案中,就算鋰離子電池下降至3.3V 左右,在100%負載周期模式下工作的高效率TPS62200降壓轉換器仍能提供3.3V 的I/O電壓。上述所有零件都采用SOT-23 封裝,除了bq24020 電池充電組件、TPS61020 升壓轉換器以及TPS61042 白光二極管驅動組件之外,它們是采用3×3 平方厘米的QFN 封裝。TPS61040 和TPS61042 還內建上端FET 晶體管,每顆組件隻需要一個外接二極管。bq24020、TPS622xx、TPS61020 和線性穩壓器組件全都內建FET 晶體管,功率放大器和中央處理器電源采用的動態電壓調整技術可以提高每顆零件的效率,進而協助降低功耗。
整合解決方案
最新製程技術使得工程師更容易結合、迅速修改以及/huoshiliyongxianyoudelisanzujiansheji,yibiantigongbutongzhenghechengdudebandaotixinpian,lirutongyongdeshuangtongdaojiaohuanshizhuanhuanqihedianyuanjuchibihengaoerzaoshenghendideshuangxindaoxianxingwenyaqi、特殊應用白光二極管的電源供應以及行動電話、PDA 和(he)數(shu)字(zi)相(xiang)機(ji)的(de)多(duo)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)都(dou)已(yi)開(kai)始(shi)供(gong)應(ying)。專(zhuan)門(men)支(zhi)持(chi)終(zhong)端(duan)設(she)備(bei)的(de)電(dian)源(yuan)組(zu)件(jian)則(ze)會(hui)內(nei)建(jian)各(ge)種(zhong)外(wai)圍(wei),其(qi)範(fan)圍(wei)從(cong)行(xing)動(dong)電(dian)話(hua)的(de)響(xiang)鈴(ling)器(qi)和(he)蜂(feng)鳴(ming)器(qi)到(dao)PDA 的通用I/O 接腳,例如圖四整合解決方案所使用的TPS65010 就是這類組件。

圖五整合式解決方案
在此解決方案中,3.3V I/O 電源是由SEPIC 轉換器提供,它讓應用係統能充份利用鋰離子電池電力,直到電池電壓降至最低水平(大約2.7V)。和離散解決方案一樣,穩壓器輸出也來自3.3V 輸入電源,以便提高工作效率。TPS65010 采用48 隻接腳QFN 封裝,這些組件都內建FET 晶體管。TPS61130 SEPIC 轉換器采用4×4 平方厘米QFN 封裝,並且內建FET 晶體管,最高達到90%以上效率,TPS5100 zeshisantongdaoshuchukongzhiqi,zhuanmenyonglaitigongdianyuangeixianshiqi。gonglvfangdaqihezhongyangchuliqidianyuanshiyongdedongtaidianyatiaozhengjishukeyigaishanmeikelingjiandexiaolv,jinerxiezhujiangdigonghao。
離散或整合?
如何在離散或整合解決方案之間做出抉擇?一般說來,整合組件的成本會低於同樣等級的多顆離散零件;除此之外,如同(圖六)的電路板布局所示,相較於執行同樣功能的多顆離散零件,TPS65010 以及與其搭配的被動零件隻需較少的電路板空間,這主要是因為離散零件之間需要額外空間來容納訊號線路。由於TPS65010 還包含原來由離散零件提供的其它功能,例如電源供應順序、振動器和二極管驅動組件,因此整合解決方案可以節省更多電路板麵積。

圖六TPS65010 與同等級離散解決方案的電路板布比較
整(zheng)合(he)組(zu)件(jian)過(guo)去(qu)主(zhu)要(yao)支(zhi)持(chi)特(te)殊(shu)應(ying)用(yong),彈(dan)性(xing)也(ye)不(bu)是(shi)很(hen)高(gao),因(yin)此(ci)在(zai)設(she)計(ji)流(liu)程(cheng)後(hou)期(qi),它(ta)們(men)就(jiu)無(wu)法(fa)再(zai)進(jin)行(xing)重(zhong)大(da)的(de)設(she)計(ji)變(bian)更(geng)。然(ran)而(er)新(xin)的(de)製(zhi)程(cheng)技(ji)術(shu),包(bao)括(kuo)支(zhi)持(chi)可(ke)程(cheng)序(xu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)以(yi)及(ji)封(feng)裝(zhuang)後(hou)調(tiao)整(zheng)的(de)整(zheng)合(he)式(shi)EEPROM,卻使得工程師能以更低成本,更簡單快速的對現有組件(也就是不同固定輸出電壓的組件)重複進行簡單修改。另一方麵,整合組件的供貨商通常隻有一家,這可能迫使廠商必須采用離散解決方案。
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未來挑戰
消費者想要操作時間更長的智能型手機,新發展的半導體製程技術已能減少泄漏電流和阻抗(有時透過銅覆蓋層),使得FET 晶(jing)體(ti)管(guan)的(de)靜(jing)態(tai)電(dian)流(liu)更(geng)低(di),導(dao)通(tong)阻(zu)抗(kang)也(ye)變(bian)得(de)更(geng)小(xiao)。然(ran)而(er)不(bu)同(tong)於(yu)持(chi)續(xu)進(jin)步(bu)中(zhong)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)技(ji)術(shu),電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)卻(que)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)重(zhong)大(da)進(jin)展(zhan),無(wu)法(fa)在(zai)不(bu)增(zeng)加(jia)電(dian)池(chi)體(ti)積(ji)的(de)情(qing)形(xing)下(xia)延(yan)長(chang)供(gong)電(dian)時(shi)間(jian)。
電容器技術的某些進展使得充電電池和電容器之間的界限日益模糊,許多可攜式產品已開始使用高能量超級電容器(super capacitor),做為消費者更換電池時的暫時電力來源;另外,高能量暨高功率的超高電容器(ultra capacitor)還hai能neng在zai短duan時shi間jian內nei提ti供gong很hen大da電dian流liu,讓rang電dian池chi不bu必bi瞬shun間jian供gong應ying龐pang大da電dian力li,可ke以yi延yan長chang電dian池chi的de使shi用yong時shi間jian。這zhe些xie超chao高gao電dian容rong器qi會hui整zheng合he至zhi電dian池chi封feng裝zhuang內nei,並bing在zai係xi統tong電dian力li需xu求qiu不bu太tai高gao時shi,利li用yong微wei小xiao電dian流liu充chong電dian。燃ran料liao電dian池chi近jin來lai是shi熱re門men話hua題ti,但dan由you於yu外wai形xing包bao裝zhuang尚shang未wei標biao準zhun化hua,使shi得de燃ran料liao電dian池chi的de廣guang泛fan應ying用yong受shou到dao影ying響xiang,商shang業ye化hua過guo程cheng也ye不bu太tai順shun利li。燃ran料liao電dian池chi的de輸shu出chu瞬shun時shi響xiang應ying也ye很hen糟zao糕gao,因yin此ci至zhi少shao在zai最zui初chu階jie段duan,燃ran料liao電dian池chi隻zhi會hui做zuo為wei普pu通tong電dian池chi的de補bu強qiang裝zhuang置zhi,無wu法fa完wan全quan取qu代dai普pu通tong電dian池chi。
xiaofeizhehaixiwangchanpindetijigengxiao,gongnenggengjiaqiangda,chuangxindedianyuanguanlizujianshejiyijifengzhuanghezhichengjishudejinbudounengbangzhushixiancimubiao。riyijingmidezhichengjishukeyizhizaochuyuelaiyuexiaodeFET 晶體管,讓晶粒和封裝的體積更小,工作電壓更低,閘極電容更少,使得晶體管的開關速度更快
對(dui)於(yu)以(yi)電(dian)感(gan)為(wei)基(ji)礎(chu)的(de)交(jiao)換(huan)式(shi)電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying),更(geng)快(kuai)的(de)開(kai)關(guan)速(su)度(du)意(yi)味(wei)著(zhe)更(geng)小(xiao)的(de)電(dian)感(gan)。新(xin)封(feng)裝(zhuang)技(ji)術(shu)則(ze)能(neng)在(zai)更(geng)小(xiao)的(de)封(feng)裝(zhuang)中(zhong)容(rong)納(na)更(geng)多(duo)功(gong)能(neng),並(bing)且(qie)承(cheng)受(shou)更(geng)大(da)的(de)功(gong)耗(hao),例(li)如(ru)內(nei)建(jian)FET 開關的鋰離子電池線性充電組件bq24010 就采用3×3 平方厘米的QFN 封裝,它在普通室溫環境下,最高能承受1.5W 功耗。
要在較低的工作電壓下提供更強大功能,電源管理單元和低噪聲布局的容忍要求通常也會變的更嚴格,例如係統若要求1.2V 電源的誤差小於±3%,就表示輸出電壓變動幅度不能超過±36mV;相形之下,使用3.3V 電源就表示在同樣的±3%誤差限製下,它能容忍的電壓變動高達±99mV。由於電源電壓不斷降低,未來幾年內對於誤差更小、電流更大、xiaolvgenggaohedianciganraojididezhiliudianyuanzhuanhuanqidexuqiujianghuizengjia。chucizhiwai,suizhefengzhuangsuoxiao,kegongsanredemianjiyehuijianshao,rangzhexiegaogonghaozujiandereguanlijixuchengweikunnantiaozhan。
整合的力量
本ben文wen介jie紹shao的de電dian源yuan解jie決jue方fang案an使shi用yong不bu同tong整zheng合he程cheng度du的de電dian源yuan組zu件jian。把ba部bu份fen或huo全quan部bu的de模mo擬ni電dian源yuan組zu件jian和he基ji頻pin處chu理li器qi等deng數shu字zi零ling件jian整zheng合he在zai一yi起qi會hui帶dai來lai許xu多duo優you點dian,包bao括kuo節jie省sheng更geng多duo的de電dian路lu板ban麵mian積ji,並bing且qie降jiang低di總zong成cheng本ben。複fu雜za電dian子zi係xi統tong的de每mei個ge部bu份fen都dou有you著zhe不bu同tong的de需xu求qiu,這zhe是shi過guo去qu實shi現xian更geng高gao階jie數shu字zi和he模mo擬ni零ling件jian整zheng合he的de障zhang礙ai之zhi一yi,例li如ru數shu字zi基ji頻pin單dan元yuan需xu要yao高gao密mi度du製zhi程cheng以yi支zhi持chi數shu字zi訊xun號hao處chu理li,模mo擬ni基ji頻pin和he電dian源yuan功gong能neng需xu要yao電dian壓ya更geng高gao的de組zu件jian;射頻單元,特別是鎖相回路,則需要最適合支持高頻操作的BiCMOS 組zu件jian。傳chuan統tong上shang,製zhi程cheng發fa展zhan是shi由you數shu字zi設she計ji人ren員yuan負fu責ze管guan理li,他ta們men通tong常chang隻zhi會hui推tui動dong高gao密mi度du製zhi程cheng發fa展zhan,電dian路lu若ruo需xu要yao高gao電dian壓ya組zu件jian,就jiu必bi須xu采cai用yong不bu同tong製zhi程cheng,這zhe表biao示shi他ta們men需xu要yao獨du立li的de數shu字zi組zu件jian。半ban導dao體ti廠chang商shang不bu但dan開kai始shi發fa展zhan「最小閘極長度」更短的BiCMOS 製程,以便提供很高的組件密度和工作速度,還有更高電壓的汲極延伸型組件(drain extended devices),它們已用於更多的模擬和電源應用。包括電源管理在內的許多模擬和數字功能最後都會整合成單顆芯片。
結論
不(bu)同(tong)程(cheng)度(du)的(de)組(zu)件(jian)整(zheng)合(he)正(zheng)在(zai)簡(jian)化(hua)可(ke)攜(xie)式(shi)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji),尤(you)其(qi)是(shi)可(ke)攜(xie)式(shi)產(chan)品(pin)的(de)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan),他(ta)們(men)不(bu)必(bi)再(zai)擔(dan)心(xin)組(zu)件(jian)的(de)電(dian)源(yuan)需(xu)求(qiu)管(guan)理(li),整(zheng)合(he)程(cheng)度(du)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)組(zu)件(jian)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)他(ta)們(men)讓(rang)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)最(zui)長(chang)供(gong)電(dian)時(shi)間(jian),同(tong)時(shi)將(jiang)電(dian)路(lu)板(ban)麵(mian)積(ji)和(he)成(cheng)本(ben)減(jian)至(zhi)最(zui)少(shao)。
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