iPhone為何用固定電池?業(yè)界專(zhuān)家談智能手機(jī)的電源管理策略
手機(jī)正在逐步與多種數(shù)碼產(chǎn)品進(jìn)行功能融合,例如DSC、MP4、移動(dòng)TV、Pocket PC、WiFi、GPS等,隨之帶來(lái)的是系統(tǒng)對(duì)供電電源的強(qiáng)烈渴望。電池容量從數(shù)百毫安時(shí)變成現(xiàn)在數(shù)千毫安時(shí),在這種情況下,如何更有效地利用有限的電量,提升產(chǎn)品的待機(jī)、工作時(shí)間?DC-DC作為目前IC行業(yè)高效利用能源的典范,在手機(jī)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。作為低壓小體積嵌入式系統(tǒng)的代表,手機(jī)對(duì)DC-DC的尺寸、厚度、外圍器件的復(fù)雜度、轉(zhuǎn)換效率、輸出紋波、靜態(tài)電流、啟動(dòng)時(shí)間都有著明確的要求,尺寸也越來(lái)越小。
“DFN/SOT/CSP封裝是手機(jī)目前使用的DC-DC的主流;各種負(fù)載狀態(tài)下的高效率是選用器件的根本;輸出紋波、啟動(dòng)時(shí)間則隨著功能單元的需求而定;靜態(tài)電流則決定了器件的應(yīng)用范圍以及效率的高低?!笔グ钗㈦娮佑邢薰井a(chǎn)品線經(jīng)理呂亮表示。
“智能手機(jī)開(kāi)機(jī)往往要很長(zhǎng)時(shí)間,為了加快反應(yīng),一般關(guān)機(jī)僅僅使手機(jī)進(jìn)入深度睡眠,實(shí)現(xiàn)所謂‘1秒開(kāi)機(jī)’。像iPhone更是不惜舍棄更換電池的方便,把電池固定在主板上,就是為了實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。然而這樣的待機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)DC-DC的靜態(tài)電流就提出了苛刻的要求?!钡轮輧x器中國(guó)區(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理張洪為指出。
雖然PMU、DC-DC以及LDO目前在智能手機(jī)的管理中各負(fù)其責(zé),但是DC-DC以其靈活性和高效率仍扮演著重要的角色。本期我們邀請(qǐng)了眾多業(yè)內(nèi)電源管理專(zhuān)家,他們就智能手機(jī)未來(lái)發(fā)展所需要的電源管理策略發(fā)表了精辟看法,并介紹了一些最新產(chǎn)品。
智能手機(jī)電源管理的三大挑戰(zhàn)
德州儀器中國(guó)區(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理張洪為
張洪為:iPhone不惜舍棄更換電池的方便,把電池固定在主板上,就是為了實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。 |
智能手機(jī)增加了若干路電源的需求如Vcore、DDR2內(nèi)存等,復(fù)雜性大大增加;外部模塊的大量引入,也加大了系統(tǒng)的待機(jī)功耗和消耗電流,電池的續(xù)航成為設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)??偟膩?lái)看,DC-DC有三個(gè)新需求:
1. 更小的體積。在纖薄的設(shè)計(jì)中塞入更多的部件,如GPS模組、藍(lán)牙模組、自動(dòng)對(duì)焦攝像模組等等,體積變成最苛刻的要求之一。
2. 更低的靜態(tài)電流。iPhone不惜舍棄更換電池的方便,把電池固定在主板上,就是為了實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。然而這樣的待機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)DC-DC的靜態(tài)電流就提出了苛刻的要求,典型情況在20μA/通道以下。
電源產(chǎn)品需要盡可能降低靜態(tài)電流,一般好的DC-DC靜態(tài)耗電(專(zhuān)指無(wú)負(fù)載狀態(tài)/正常電壓輸出,而不是指處于關(guān)斷模式/無(wú)電壓輸出)只有15μA左右,差的往往到150μA~800μA。這里需要強(qiáng)調(diào)指出的是LDO,大家對(duì)DC-DC非常關(guān)注,對(duì)LDO的靜態(tài)電流關(guān)注不夠。由于對(duì)低噪聲追求,一般LDO的靜態(tài)電流往往比DC-DC大得多,通常在80~150μA左右,這樣的LDO如果有5個(gè),對(duì)待機(jī)時(shí)間的影響最大會(huì)有10~20%,這是最容易解決但也是最容易被忽視的地方。
3. 核電壓Vcore需要隨頻率動(dòng)態(tài)調(diào)整。進(jìn)行桌面管理時(shí),CPU 50MHz的頻率就已綽綽有余,播放D1視頻解壓縮則需要以最快速度600MHz或更高的速度工作。當(dāng)然不同狀態(tài)下的功耗也相差若干倍,為了解決這樣的挑戰(zhàn),動(dòng)態(tài)調(diào)整Vcore變成智能手機(jī)成功的一個(gè)關(guān)鍵。TI提出的SmartReflex技術(shù)在Class3時(shí)可以實(shí)現(xiàn)基于硬件的自適應(yīng)電壓頻率調(diào)整,在Class2時(shí)可以實(shí)現(xiàn)基于軟件的電壓頻率調(diào)整,可完整地解決最大性能和最小功耗的矛盾。對(duì)于非TI處理器,TI的DC-DC或PMU一樣可以軟件或硬件方式實(shí)現(xiàn)核電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整。
至于LDO,在智能手機(jī)中它有時(shí)僅僅作為負(fù)載開(kāi)關(guān)來(lái)使用,因此往往對(duì)其性能要求不高;但是如果需要給WiFi、GPS、藍(lán)牙等模塊供電時(shí),則需要低噪聲,高電源抑制比的LDO。
基于以上三個(gè)挑戰(zhàn),TI不斷推出新一代的產(chǎn)品。首先,針對(duì)一般用途的DC-DC,TI發(fā)布了新一代單通道DC-DC轉(zhuǎn)換器TPS62240、TPS62260、TPS62290等,它們采用了更高的頻率—2.25MHz和更小的2×2或TSOT23(為和上一代兼容而設(shè))封裝,這使得整個(gè)方案面積只有上一代的一半,更特別的是,靜態(tài)電流降到了15μA。
針對(duì)智能手機(jī)的應(yīng)用處理器,TI率先發(fā)布了TPS62400系列雙DC-DC,它帶有1線總線控制,可以動(dòng)態(tài)地改變核電壓。兩路DC-DC處于同頻反相狀態(tài),輸入紋波電流互相填補(bǔ),大大減弱了EMI帶來(lái)的影響。
便攜產(chǎn)品的DC-DC絕大部分可以工作在100%占空比下,這時(shí)的效率往往接近100%。標(biāo)示95%最高還是97%最高僅僅是測(cè)試條件不相同。
TI最近發(fā)布的絕大部分DC-DC產(chǎn)品在用戶(hù)實(shí)際使用環(huán)境下,從負(fù)載1mA到滿(mǎn)載,效率幾乎全在90%以上,為使用者提供了最大的電池續(xù)航時(shí)間。
PWM/PFM結(jié)合,DC-DC工作于雙模式
安森美半導(dǎo)體中國(guó)區(qū)銷(xiāo)售副總裁林劍銘
多媒體處理、藍(lán)牙、WLAN、GPS越來(lái)越多復(fù)雜的功能加入到手機(jī)中,每一種新功能都會(huì)帶來(lái)額外的電力消耗。在手機(jī)的電路里,電源管理通常由功率管理單元(PMU或PMIC)來(lái)完成。然而,每款PMU都是針對(duì)特定芯片平臺(tái)優(yōu)化的,這意味著它很可能難以滿(mǎn)足越來(lái)越多額外的供電需求。因此我們會(huì)看到很多智能手機(jī)會(huì)用到額外的電源管理器件。
采用線性調(diào)整器(LDO)可以設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單便宜的供電系統(tǒng)。然而,用于實(shí)現(xiàn)新功能的處理器多是耗電大戶(hù)。它們的核電壓低至1V左右,消耗電流動(dòng)不動(dòng)就幾百毫安。如果使用LDO,其低效率將會(huì)耗掉可觀的電池容量,同時(shí)給手機(jī)帶來(lái)嚴(yán)重的散熱問(wèn)題。在這種情況下,DC-DC成為處理器核供電的唯一可行的選擇。
針對(duì)處理器供電的需求,安森美半導(dǎo)體的系列降壓DC-DC產(chǎn)品全部采用集成FET的同步整流技術(shù)以提高效率、方便設(shè)計(jì)同時(shí)節(jié)省PCB占用空間。為了盡可能提高效率,該系列產(chǎn)品采用了PWM/PFM結(jié)合,在中、重負(fù)載,DC-DC工作在PWM模式,在輕負(fù)載時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到PFM模式。
在安森美半導(dǎo)體產(chǎn)品中,NCP1521B(1.5MHz,600mA)、NCP1529(1.7MHz, 1A)、NCP1522B (3MHz,600mA)是單輸出降壓轉(zhuǎn)換器,效率高達(dá)95%以上。除單輸出DC-DC外,NCP1526集成一顆3MHz,400mA DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器及一顆低噪聲LDO。其中DC-DC用于核電壓供電;LDO用于噪聲敏感設(shè)備(如PA)供電;NCP1526非常適合手機(jī)電視處理器應(yīng)用。
NCP1532是雙輸出2.25MHz降壓轉(zhuǎn)換器,每一路可輸出高達(dá)1A電流。雙輸出降壓轉(zhuǎn)換器適合復(fù)雜的高電流消耗的處理器系統(tǒng),例如X-scale供電。
國(guó)內(nèi)DC-DC應(yīng)用受MTK平臺(tái)制約,要放眼全球
卓芯微電子市場(chǎng)部經(jīng)理孫連鋒
DC-DC轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)非常適合未來(lái)便攜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求,特別是智能手機(jī)等中高端產(chǎn)品,它需要在以下幾方面進(jìn)行提升:
1. 不斷提高效率。
2. 不斷減少電感的尺寸:基于優(yōu)化DC-DC的周邊電路,節(jié)省空間,降低電感的成本,需要進(jìn)一步提高DC-DC的工作頻率。
3. 降低反饋電壓:當(dāng)前的應(yīng)用存在著越來(lái)越低的輸出電壓需求,降低反饋電壓成為未來(lái)設(shè)計(jì)的潛在需求。
從國(guó)內(nèi)手機(jī)的設(shè)計(jì)發(fā)展來(lái)看,DC-DC應(yīng)用受到MTK方案的制約,發(fā)展緩慢。但是如果站在全球手機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)展的平臺(tái)上來(lái)看,狀況將會(huì)不同,主要表現(xiàn)在以下幾方面:
1. 越是高端的平臺(tái),越是可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)移植的平臺(tái),其對(duì)于電源設(shè)計(jì)越會(huì)展現(xiàn)多樣性。如TI平臺(tái),其對(duì)于DC-DC有很多應(yīng)用的需求。
2. 手機(jī)功能的不斷增加,以及數(shù)據(jù)處理的不斷增強(qiáng)都使DC-DC應(yīng)用不斷增加。
3. 在要求低輸出電壓,大電流輸出時(shí),DC-DC是有效的選擇。
從中高端的智能手機(jī)角度來(lái)看,DC-DC將會(huì)僅次于PMU,成為最為重要的電源管理器件。
我們堅(jiān)信國(guó)內(nèi)手機(jī)設(shè)計(jì)公司在不久的將來(lái)一定會(huì)跨越當(dāng)前的設(shè)計(jì)壁壘,突破當(dāng)前手機(jī)設(shè)計(jì)單一化,標(biāo)準(zhǔn)化的模式,因此我們一直關(guān)注,并且致力于手機(jī)DC-DC的發(fā)展。目前,卓芯微電子可提供多款降壓及升壓DC-DC。
手機(jī)電源管理芯片需要低功耗和低成本
長(zhǎng)運(yùn)通國(guó)際集團(tuán)總經(jīng)理古道雄
古道雄:DC-DC要求輸出電壓紋波更小、噪聲更小以及工作頻率更高,這樣外部可以采用較小的電感電容。 |
智能手機(jī)對(duì)其供電管理的電源單元提出了新的要求。以DC-DC為例,要求功耗更低,效率更高,最好是較寬輸入電壓和負(fù)載電流情況下效率達(dá)90~98%;要求輸出電壓范圍更廣;輸出電壓紋波更小、噪聲更小以及工作頻率更高,這樣外部可以采用較小的電感電容等。除此之外,還有多通道輸出的要求。
智能手機(jī)中常用的電源管理IC有PMU、DC-DC以及LDO,三者將在整個(gè)系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)并長(zhǎng)期共存。PMU將主要對(duì)系統(tǒng)中主要模塊進(jìn)行電源管理,此芯片比較專(zhuān)用,兼容性較差。它主要對(duì)系統(tǒng)主芯片進(jìn)行電源管理,將是系統(tǒng)的電源核心。DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)主芯片以外的電源部分提供了一種高效率電源管理器件,主要用于較大電流部分使用。但它還是有尺寸、噪聲和開(kāi)關(guān)損耗較大的問(wèn)題。最佳的DC-DC轉(zhuǎn)換器必須在工作頻率和封裝尺寸之間找到一個(gè)理想的平衡點(diǎn)。LDO的優(yōu)勢(shì)在于信噪抑制比高、體積小。在要求便攜設(shè)備布局布線的限制、對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用(像RF模塊、照相模塊)上有其它IC無(wú)法代替的地位。
目前來(lái)看,雖然PMU都是由國(guó)際手機(jī)平臺(tái)大廠供應(yīng),但應(yīng)該看到的是手機(jī)電源管理芯片市場(chǎng)的巨大容量和不斷增長(zhǎng)的需求。手機(jī)電源管理芯片需要低功耗低成本,以DC-DC為例,在轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%以上后,價(jià)格就變成一個(gè)非常重要的選擇因素,因此作為國(guó)內(nèi)的電源管理器件設(shè)計(jì)公司也還是有很多機(jī)會(huì)的。以我們長(zhǎng)運(yùn)通來(lái)說(shuō),我們已經(jīng)擁有了全部PMU中的各個(gè)電源管理控制電路產(chǎn)品模塊,包括LDO、同步升壓DC-DC、同步降壓DC-DC、背光驅(qū)動(dòng)、鋰電充電控制等等。
比如CYT3400為同步升壓IC,CYT3406為同步降壓IC,二者都具有靜態(tài)電流小,轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)勢(shì),輸出電流達(dá)600mA以上。CYT3400封裝為SOT23-6;CYT3406封裝為SOT23-5。
今年我們還將推出輸出電壓低至0.8V,輸出電流800mA的雙通道的DC-DC產(chǎn)品;同步整流96%效率的升降壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品,其靜態(tài)工作電流只有30μA;以及同步整流600mA的DC-DC加上一個(gè)250mA LDO、帶POWER OK功能的雙通道電源管理產(chǎn)品。下一步我們還將積極針對(duì)智能手機(jī)的特種需求配合方案設(shè)計(jì)公司共同定義一些專(zhuān)用的PMU系列產(chǎn)品。
市場(chǎng)替代效應(yīng)明顯,電源IC廠商小者恒小
茂達(dá)電子副理陳春全
多媒體移動(dòng)裝置耗能主要來(lái)自面板與白光LED,因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要以改善面板耗電及白光LED省電方式為主要發(fā)展方向,以提升電壓穩(wěn)定度、提高電源IC工作效率為目標(biāo),產(chǎn)品設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注于以下幾個(gè)方面:小封裝、低耗流、降低靜態(tài)電壓、提高切換頻率效能、低噪聲并可延長(zhǎng)電池壽命。
針對(duì)未來(lái)商機(jī)而言,電源IC產(chǎn)業(yè)將面臨的挑戰(zhàn)是大電流/低輸出電壓應(yīng)用、電源轉(zhuǎn)換效率提升以及電源管理功能、整合電路設(shè)計(jì)、產(chǎn)品散熱解決方案、新小型封裝or SIP、信賴(lài)性生產(chǎn)等,雖為挑戰(zhàn),卻也是電源IC廠商所擁有的機(jī)會(huì)。
在市場(chǎng)替代效應(yīng)下,低端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,高端市場(chǎng)進(jìn)入不易,導(dǎo)致電源IC產(chǎn)業(yè)走向大者恒大、小者恒小的趨勢(shì);再者為求提升解決方案的完整性及客戶(hù)掌握度,同業(yè)間積極尋求策略聯(lián)盟或合并以取得更大商機(jī)亦是趨勢(shì)。
臺(tái)灣地區(qū)IC設(shè)計(jì)廠商如何避免進(jìn)入價(jià)格廝殺的窘境?產(chǎn)品應(yīng)用設(shè)計(jì)將朝向整合(SIP/SOC)方向發(fā)展,如何與主芯片供貨商策略合作?其次如工藝的改善、高壓制程來(lái)源的開(kāi)發(fā)、還有銷(xiāo)售渠道的整合等等皆是電源IC廠商所面臨的課題。茂達(dá)電子憑借累積多年努力的基礎(chǔ)及現(xiàn)有產(chǎn)品線及應(yīng)用面具足的條件,將順勢(shì)而起。
茂達(dá)電子是一家經(jīng)驗(yàn)豐富的電源模擬IC設(shè)計(jì)公司,成立于1997年,產(chǎn)品線包括電源轉(zhuǎn)換及電源管理IC、放大器及驅(qū)動(dòng)IC及離散式功率組件三大類(lèi),以移動(dòng)多媒體產(chǎn)品為重點(diǎn)。
以1.2美元的價(jià)格提供高集成度PMU
Active Semi市場(chǎng)部經(jīng)理龔志
龔志:PMU里都集成了一些開(kāi)關(guān)控制和I2C管理,可以方便開(kāi)關(guān)和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓部分。 |
首先我們要考慮提高器件的效率—高效的DC-DC、低壓差的LDO是我們首先要考慮的。降低器件的本身?yè)p耗后,我們要想還有什么辦法降低能耗?某些功能模塊不用時(shí)關(guān)閉它,這一定是個(gè)很好的選擇。同時(shí)我們知道現(xiàn)在很多處理器都有睡眠模式,通過(guò)降低或關(guān)斷CORE電壓來(lái)實(shí)現(xiàn),還有一些更節(jié)電的方式,如同時(shí)降低或關(guān)掉某些存儲(chǔ)器與PLL的電壓來(lái)進(jìn)入深度睡眠。這樣的情況下PMU開(kāi)始體現(xiàn)優(yōu)勢(shì),PMU里都集成了一些開(kāi)關(guān)控制和I2C管理,可以方便開(kāi)關(guān)和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓部分。
Active Semi一直非常專(zhuān)注于Modem+AP市場(chǎng),隨著單芯片GSM平臺(tái)(All-in-one)和AP越來(lái)越成熟,未來(lái)智能手機(jī)市場(chǎng)也會(huì)越來(lái)越普及。
2007年3月我們推出一款PMU——ACT8740,它集成Charger +1DC-DC+3 RF LDO+W-LED驅(qū)動(dòng),采用4×4mm 24pin DFN封裝, 非常方便應(yīng)用于這個(gè)市場(chǎng)。在設(shè)計(jì)中我們通過(guò)一些特別的技術(shù)來(lái)提高PWM的效率(DC-DC做到95%效率,W-LED部分可以做到90%效率),同時(shí)內(nèi)部集成電源管理的部分無(wú)需增加任何外圍器件,對(duì)于一些大客戶(hù)的報(bào)價(jià)僅1.2美元。
2007年8月,我們根據(jù)一些客戶(hù)反饋需要增加了更多的功能模塊,推出了ACT5830,該產(chǎn)品集成了Charger(LDO mode)+DC-DC+5 LDO+3 RF LDO+2 Open drain switch,采用5×5mm 40pin DFN封裝。同樣在做到高效率的同時(shí),加強(qiáng)了充電部分的功能,在電池不占位時(shí),充電部分可轉(zhuǎn)化為線性供電給整個(gè)系統(tǒng)。同時(shí)我們?cè)黾恿?個(gè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)供給手持特別應(yīng)用。對(duì)于一些大客戶(hù)的報(bào)價(jià)只有1.4美元。
顯示技術(shù)進(jìn)步對(duì)DC-DC的要求
理光微電子(上海)有限公司董事大久保秀
大久保秀:以有機(jī)EL為代表的新型顯示器件和觸摸屏對(duì)DC-DC提出新要求。 |
智能手機(jī)和多模式手機(jī)系統(tǒng)在功能完善上正不斷進(jìn)步,低功耗小型化的電源IC成為不可或缺的產(chǎn)品。此外,AV功能的高性能化以及以有機(jī)EL為代表的新型顯示器件、觸摸屏等也得到了廣泛應(yīng)用。
APU/MP所用的DC-DC對(duì)工作狀態(tài)時(shí)的效率、高速應(yīng)答特性,以及頻率的高速化的要求正逐漸提高。顯示用電源IC對(duì)擁有有機(jī)EL支持的要求在增加。PM-OLED使用的升壓DC-DC、AM-OLED使用的升壓和反向(負(fù)電壓)DC-DC也必不可少。
下面以代表性的單一功能DC-DC轉(zhuǎn)換器為例,向大家介紹APU/MP用的降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和顯示用的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
APU/MP用的DC-DC轉(zhuǎn)換器代表性產(chǎn)品RP500,500mA?級(jí),頻率1.2MHz降壓同期整流轉(zhuǎn)換器,0-> 400mA的瞬態(tài)響應(yīng)特性的反應(yīng)時(shí)間在10微秒以下。在上述特性下我們還能夠提供非常小的1.29×0.87(WL-CSP)封裝。
白光LED背光驅(qū)動(dòng)的升壓轉(zhuǎn)換器的代表產(chǎn)品是R1218,它實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置FET,二極管的小型化,并且其工作效率達(dá)到了創(chuàng)新水平(白光LED4個(gè)串聯(lián),使用內(nèi)置二極管的條件下大約是85%的效率)。CCD、AMOLED使用的復(fù)合電源(升壓反向兩種模式)的代表產(chǎn)品是R1283,不僅內(nèi)置了FET,同時(shí)也內(nèi)置了這兩個(gè)系統(tǒng)的上電時(shí)序。此外,PM-OLED使用、高速調(diào)光使用、劃時(shí)代AM-OLED使用的產(chǎn)品都將在今年內(nèi)問(wèn)世。
適用于多個(gè)主流平臺(tái)的射頻LDO
圣邦微電子有限公司產(chǎn)品線經(jīng)理呂亮
PMU、DC-DC以及LDO在電子設(shè)備中扮演不同的角色。PMU在有限的體積內(nèi)集成了盡可能多的電源通道,根據(jù)各個(gè)子單元的需求,或提供高效率的供電,或提供低噪聲的干凈電源,或者是系統(tǒng)必須的上電時(shí)序控制,成為為系統(tǒng)供電的首選;DC-DC可以根據(jù)功能單元的需求,提供自由、高效的電源供應(yīng),在智能手機(jī)中成為不可或缺的部分;LDO作為線性電源的標(biāo)桿,在低壓系統(tǒng)中,無(wú)論是音頻、射頻等需要高PSRR(電源噪聲抑制比)性能的應(yīng)用,還是在存儲(chǔ)器、鎖相環(huán)等需要高精度的應(yīng)用,或是鍵盤(pán)燈、液晶屏需要低成本抑制干擾的應(yīng)用都可以看到它的身影,LDO是必不可少的電源供應(yīng)者。
圣邦微電子在公司IC的規(guī)劃中,很早就定位了各種便攜產(chǎn)品易用的產(chǎn)品:例如得到廣大手機(jī)用戶(hù)廣泛應(yīng)用的通用LDO(SGM2014、SGM2015)、射頻LDO(SGM2006、SGM2007);高端智能手機(jī)、GPS手機(jī)、MDTV手機(jī)、DSC中應(yīng)用的多通道DC-DC,例如5通道DC-DC(SGM2101)、7通道DC-DC(SGM2100);各種數(shù)碼產(chǎn)品中應(yīng)用的升降壓DC-DC(SGM3406、SGM3400)。
以LDO為例,SGM2007系列作為射頻LDO的代表,在MTK、Infenion、NXP、Spreadtrum、ADI等多個(gè)平臺(tái)的射頻部分得到驗(yàn)證,完全滿(mǎn)足射頻部分高PSRR(73dB at 1kHz),低相位差,快速啟動(dòng)(小于20S),瞬態(tài)響應(yīng)性能好,電流驅(qū)動(dòng)能力大(300mA)的要求,輸出噪聲低(小于30VRMS)。
為滿(mǎn)足便攜產(chǎn)品靈活設(shè)計(jì)的需要,公司未來(lái)會(huì)推出單路升降壓DC-DC,例如SGM3406、SGM3400。
PMU價(jià)格偏貴,DC-DC更靈活
上海韋爾半導(dǎo)體股份有限公司副總裁馬劍秋
從目前智能手機(jī)的架構(gòu)來(lái)看,除了TI的OMAP平臺(tái)使用內(nèi)建GSM處理的CPU之外,其他都是以AP加通信模塊的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此,手機(jī)PMU的功能僅表現(xiàn)為處理通信模塊,而作為主處理器的AP,由于其核心工作電壓低,工作電流大,如何提高電源轉(zhuǎn)換的效率變得極為重要,否則,除了損耗大以外,發(fā)熱問(wèn)題也將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。應(yīng)用要求不僅在正常輸出時(shí)DC-DC器件有很好的效率,在器件輕載時(shí)也要求器件提供足夠的效率。除此之外,不斷提高電池壽命的需求使客戶(hù)對(duì)靜態(tài)電流的要求越來(lái)越苛刻。
作為專(zhuān)門(mén)針對(duì)某個(gè)AP平臺(tái)設(shè)計(jì)的PMU,其針對(duì)性強(qiáng),應(yīng)用簡(jiǎn)單。但無(wú)可避免的就是價(jià)格相對(duì)較高,應(yīng)用不夠靈活,DC-DC效率相對(duì)低。DC-DC作為分立方案提供者,設(shè)計(jì)靈活,對(duì)于具體的應(yīng)用可以做到很高的效率,而且性?xún)r(jià)比好,是設(shè)計(jì)者最常用的應(yīng)用方式,缺點(diǎn)是電路復(fù)雜;LDO則應(yīng)用在輸入輸出壓差較小,且工作電流比較小的場(chǎng)合,而且價(jià)格最便宜。韋爾半導(dǎo)體作為模擬電路主要供應(yīng)商之一,針對(duì)以上應(yīng)用提供三種方案:
1. 可調(diào)輸出的DC-DC,這樣電路簡(jiǎn)單,可以統(tǒng)一使用一個(gè)型號(hào),缺點(diǎn)是對(duì)某些輸出電壓的效率不高。對(duì)于1.8V以上的輸出電壓,最高效率可以達(dá)到95%,輕載效率不小于80%。
2. 1.2V固定輸出的DC-DC,應(yīng)用簡(jiǎn)單,對(duì)于1.2V輸出效率可以做到最高。
3. 1.2V輸出的LDO,對(duì)于1.2V的工作電壓,如果工作電流比較小(小于50mA),用LDO是一種低成本的方案,由于總體功耗不大,這種應(yīng)用也有一定的市場(chǎng)。
評(píng)論