多媒體智能手機(jī)的電源管理設(shè)計(jì)
作者：
時(shí)間：2010-09-29
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
收藏
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
掃碼關(guān)注
獲取最新最全汽車電子
技術(shù)方案與實(shí)用技巧
壓差線性穩(wěn)壓器LDO減少音頻功耗
手機(jī)各種音訊功能，如MP3播放、多和弦鈴聲和FM廣播…等功能，都會(huì)增加手機(jī)功耗。因此如何讓音訊電路最佳化達(dá)到低功耗設(shè)計(jì)，成為延長(zhǎng)電池時(shí)間的重要問(wèn)題。
而改善音訊耗電能方法，手機(jī)音訊組件多要求具備較好的噪聲抑制、低工作電壓、高功效性能。目前一般最常見(jiàn)采用壓差線性穩(wěn)壓器(Low Dropout regulator；LDO)來(lái)抑制噪聲(PSRR)。線性調(diào)壓是最常見(jiàn)且最易應(yīng)用的電壓調(diào)整方式，其優(yōu)點(diǎn)是封裝體積小、外部組件少，利于電路面積有限的手持裝置設(shè)計(jì)。
LDO是電路板設(shè)計(jì)上常見(jiàn)的直流轉(zhuǎn)換組件，LDO都是高電壓轉(zhuǎn)低電壓工，作原理是類似像分壓原理，其腳位少、可以過(guò)濾電源噪聲。但LDO雖然是低轉(zhuǎn)換電壓，功耗相當(dāng)?shù)停杂胁糠蛛娏膿p，如果音頻放大器能夠提高到超過(guò)60dB，就不需要應(yīng)用上LDO，可以降低音頻電路功耗。
圖 奧地利微電子推出200mA微型超低壓降穩(wěn)壓器AS1369，僅占1mm2 PCB空間，適合移動(dòng)電話與PDA…等空間有限裝置。AS1369 LDO可實(shí)現(xiàn)性能提升，延長(zhǎng)電池壽命。
DC/DC電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品 可減少LDO需求
在電源管理IC選擇中，終端市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品尺寸及電源轉(zhuǎn)換效率要求日益嚴(yán)苛，因此屬于低成本但效率較差的LDO線性穩(wěn)壓器，漸受到電源轉(zhuǎn)換效率較好，但設(shè)計(jì)和成本門坎較高的交換式穩(wěn)壓器(Switching Regulator)威脅，例如直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC Converter)市場(chǎng)的沖擊與威脅，造成LDO量縮，甚至因此導(dǎo)致價(jià)格下跌，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)壓力，讓不少電源IC業(yè)者轉(zhuǎn)投入DC/DC電源產(chǎn)品研發(fā)。
高頻率的DC/DC轉(zhuǎn)換器，可讓系統(tǒng)周邊僅須搭配很小的電感或電容即可，進(jìn)而縮減電路板面積，當(dāng)手機(jī)與數(shù)字相機(jī)(DSC)朝輕薄設(shè)計(jì)發(fā)展，勢(shì)必要減少系統(tǒng)對(duì)于單顆LDO需求。因此，使用單組LDO的機(jī)率就愈低，不少?gòu)S商都轉(zhuǎn)向投入DC/DC轉(zhuǎn)換器研發(fā)，包括以經(jīng)營(yíng)LDO為主的安茂微電子，也正全力投入DC/DC轉(zhuǎn)換器開發(fā)。
整合電源管理芯片趨勢(shì)
1.低階手機(jī)基頻芯片整合PMU
PMU主要是用于解決手機(jī)內(nèi)部電源管理問(wèn)題，發(fā)展PMU的主要目標(biāo)，即是為手機(jī)做有效節(jié)電，以避免效率轉(zhuǎn)換損失。目前低階手機(jī)芯片的核心主軸基頻芯片，已朝整合PMU電源管理模式發(fā)展，由于基頻芯片整合PMU可節(jié)省手機(jī)空間，PMU可具不占空間以及高整合性優(yōu)勢(shì)，讓廠商致力于發(fā)展基頻芯片整合PMU方案。
2.高階手機(jī)應(yīng)用處理器整合PMU
而高階手機(jī)部分，如3G智能型手機(jī)配備多媒體影像、無(wú)線傳輸功能設(shè)計(jì)，其應(yīng)用處理器耗電量更大，因此就必須發(fā)展專用、整合型PMU，以降低應(yīng)用處理器耗電量。例如，意法半導(dǎo)體就整合了USB OTG高速(High Speed)與音訊編/譯碼(Audio Codec)，因應(yīng)智能型手機(jī)對(duì)音訊的精致度要求，讓手機(jī)具快速數(shù)據(jù)傳輸功能。而美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體，也針對(duì)LED發(fā)展出高整合度照明管理單元(Lighting Management Unit；LMU)可解決LED耗電速度快的問(wèn)題。
另外，電源管理芯片朝客制化發(fā)展，將成為未來(lái)趨勢(shì)，為提高PMU使用彈性、擴(kuò)大應(yīng)用空間，針對(duì)某類型市場(chǎng)或處理器平臺(tái)，開發(fā)出客制化規(guī)格，才能創(chuàng)造出業(yè)者的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。例如德州儀器針對(duì)三星的應(yīng)用處理器，便推出了專屬PMU解決方案，希望通過(guò)提供客制化的PMU產(chǎn)品服務(wù)，積極開發(fā)類型(Catalog)PMU，提高產(chǎn)品市占率。
而意法半導(dǎo)體量產(chǎn)的整合型PMU，則是采模塊化策略，盡可能整合高階手機(jī)必要功能，如客戶有提出某項(xiàng)功能不合適，只需將該功能關(guān)閉繼續(xù)保留其它功能，滿足不同客戶對(duì)手機(jī)定位的要求。
圖 美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體高整合度燈光管理單元(LMU)，內(nèi)建高電壓升壓轉(zhuǎn)換器及可程序恒流驅(qū)動(dòng)器，可以控制顯示器背光系統(tǒng)內(nèi)高達(dá)20個(gè)串聯(lián)發(fā)光二極管，以及驅(qū)動(dòng)設(shè)于小鍵盤和相機(jī)閃光燈內(nèi)的發(fā)光二極管與紅綠藍(lán) (RGB)光發(fā)光二極管。
評(píng)論