多媒體智能手機的電源管理設計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
壓差線性穩(wěn)壓器LDO減少音頻功耗
手機各種音訊功能，如MP3播放、多和弦鈴聲和FM廣播…等功能，都會增加手機功耗。因此如何讓音訊電路最佳化達到低功耗設計，成為延長電池時間的重要問題。
而改善音訊耗電能方法，手機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。目前一般最常見采用壓差線性穩(wěn)壓器(Low Dropout regulator；LDO)來抑制噪聲(PSRR)。線性調(diào)壓是最常見且最易應用的電壓調(diào)整方式，其優(yōu)點是封裝體積小、外部組件少，利于電路面積有限的手持裝置設計。
LDO是電路板設計上常見的直流轉(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、可以過濾電源噪聲。但LDO雖然是低轉(zhuǎn)換電壓，功耗相當?shù)停杂胁糠蛛娏膿p，如果音頻放大器能夠提高到超過60dB，就不需要應用上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，適合移動電話與PDA…等空間有限裝置。AS1369 LDO可實現(xiàn)性能提升，延長電池壽命。
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，終端市場對產(chǎn)品尺寸及電源轉(zhuǎn)換效率要求日益嚴苛，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，但設計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)市場的沖擊與威脅，造成LDO量縮，甚至因此導致價格下跌，價格競爭壓力，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，進而縮減電路板面積，當手機與數(shù)字相機(DSC)朝輕薄設計發(fā)展，勢必要減少系統(tǒng)對于單顆LDO需求。因此，使用單組LDO的機率就愈低，不少廠商都轉(zhuǎn)向投入DC/DC轉(zhuǎn)換器研發(fā)，包括以經(jīng)營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
1.低階手機基頻芯片整合PMU
PMU主要是用于解決手機內(nèi)部電源管理問題，發(fā)展PMU的主要目標，即是為手機做有效節(jié)電，以避免效率轉(zhuǎn)換損失。目前低階手機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)省手機空間，PMU可具不占空間以及高整合性優(yōu)勢，讓廠商致力于發(fā)展基頻芯片整合PMU方案。
2.高階手機應用處理器整合PMU
而高階手機部分，如3G智能型手機配備多媒體影像、無線傳輸功能設計，其應用處理器耗電量更大，因此就必須發(fā)展專用、整合型PMU，以降低應用處理器耗電量。例如，意法半導體就整合了USB OTG高速(High Speed)與音訊編/譯碼(Audio Codec)，因應智能型手機對音訊的精致度要求，讓手機具快速數(shù)據(jù)傳輸功能。而美國國家半導體，也針對LED發(fā)展出高整合度照明管理單元(Lighting Management Unit；LMU)可解決LED耗電速度快的問題。
另外，電源管理芯片朝客制化發(fā)展，將成為未來趨勢，為提高PMU使用彈性、擴大應用空間，針對某類型市場或處理器平臺，開發(fā)出客制化規(guī)格，才能創(chuàng)造出業(yè)者的市場競爭力。例如德州儀器針對三星的應用處理器，便推出了專屬PMU解決方案，希望通過提供客制化的PMU產(chǎn)品服務，積極開發(fā)類型(Catalog)PMU，提高產(chǎn)品市占率。
而意法半導體量產(chǎn)的整合型PMU，則是采模塊化策略，盡可能整合高階手機必要功能，如客戶有提出某項功能不合適，只需將該功能關閉繼續(xù)保留其它功能，滿足不同客戶對手機定位的要求。
圖 美國國家半導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)動器，可以控制顯示器背光系統(tǒng)內(nèi)高達20個串聯(lián)發(fā)光二極管，以及驅(qū)動設于小鍵盤和相機閃光燈內(nèi)的發(fā)光二極管與紅綠藍 (RGB)光發(fā)光二極管。
評論