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新一代便攜產品中更*的電源管理技術
在便攜式電子產品中，需要有的管理。這在蜂窩電話（簡稱手機）中表現得尤為突出。在過去幾年中，手機的使用已經，正在成為人們普遍使用的語音通信工具。在2003年，手機的銷售量已超過五億部。不僅如此，為了吸引更多的消費者，手機廠商和服務運營商不斷推出彩顯、照相機、MP3播放機、PDA等各種新的手機功能和諸如下載多和弦鈴聲、多媒體短信、數據等各項服務。隨著手機朝著多功能化和“智能化”的方向發展，對電源管理也提出了更大的挑戰，成為推動電源管理產品發展的主要因素。
隨著這些新的功能納入到手機之中，使用者希望通話時間超過三小時，待機時間達到兩百小時以上，因而率的電源管理顯得更加重要。這就是說，的有限容量進行管理方面，所有主要的電源子系統──音頻、基帶處理器、顯示器以及電池充電器──都有進一步改進的機會。
音頻子系統
在近幾年中，音頻子系統有了很大的變化。現在全過下載鈴聲所帶來的收入超過了十億美元。另外，娛樂的功能，例如播放FM和MP3音樂以及多媒體的功能要求提高聲音的質量和具有立體聲。免提聽筒電話和手持式對講機這些新的使用方式促使人們采用功率更大的音頻放大器，并且使用DC－DC升壓轉換器來產生較高的電壓，以便讓放大器能夠產生很大的音頻輸出。在音頻方面的這些改進直接影響著電池的壽命，因為傳統的AB類音頻功率放大器能夠達到的大效率是在50 %至63 %的范圍。
所以，每輸出一毫瓦的音頻功率，在放大器上損耗掉、變成熱量的功率也是一毫瓦。如果用電源取代線性穩壓器的話，就可以提率。人們正在利用開關技術來設計小功率（低于2瓦）D類音頻放大器，專門滿足蜂窩電話中提率的需要。在下面的圖中，在手機中常用的功率范圍內，比較了AB類音頻放大器和D類音頻放大器的效率。采用D類功率放大器時，除了效率提高了超過30 %，還大大地減少了AB類放大器所帶來的發熱點，從而提高了產品的可靠性。由于頭帶耳機需要的功率小（50 – 100 mW），預計比較簡單的AB類功率放大器會廣泛用于播放立體聲。
基帶處理器
手機的心臟是基帶處理器。在發射和接收語音和數據時，所需要的控制功能和信號處理功能都是由基帶處理器來完成的。隨著亞微米CMOS工藝的發展，可以進行更高水平的系統集成，同時降低功耗。基帶處理器以往是用低壓降穩壓器（LDO）供電，而LDO是接到電池上的。由于鋰離子電池的額定電壓是3.6 V，在芯核的電壓是2.5 V至2.8 V時，在效率、成本和PCB的空間三者之間，這是一個合理的折衷方案，效率在70 %至78 %。現在處理器是用0.13微米至0.18微米的CMOS工藝制造，芯核的電壓已經下降到1.0 V至1.8 V。在芯核的電壓低于2 V的情況下，下圖對率同步整流降壓轉換器和LDO兩者的效率作了一個比較。可以看出，開關穩壓器有著明顯的效率優勢。
人們不僅關心打電話時對電力的管理，在待機時也必須考慮電力的管理。在使用一節800 毫安時的電池時，為了讓待機時間延長到400個小時，就要求平均電流不超過2 mA。為了電流的平均值能夠達到這個數值，我們讓電話進入靜態電流很低的睡眠狀態，它每隔一段時間醒過來，看看是否有人打電話來。在GSM標準中，這稱作間斷接收（DRX），占空比取決于網絡，可以改變。為了節省電力，在這個辦法中，基帶處理器進入睡眠狀態，而大部份的功能處于待機狀態。對于德州儀器的OMAP5910處理器，為了在睡眠狀態下進一步節省電力，芯核的電壓也可以從1.5 V降低到1.1 V。圖3說明，在軟件的控制下，NCP1510同步降壓穩壓器可以在兩個不同大小的電壓之間改變，以滿足對電壓進行動態管理的要求。電壓低于1.8 V的應用處理器在手機中的應用將會持續增加，以提供圖像、播放視頻、以及PDA等新的功能。使用靜態電流小、效率高的降壓轉換器在用一節鋰離子電池時效率可達到90 %以上。
顯示器
小彩色顯示器已經成為手機的主流顯示器了。對于在手機中納入照相的功能，彩色顯示器的廣泛采用起了關鍵性的作用。折疊式電話的主顯示器和副顯示器兩者都采用彩色的。現在彩色顯示器有使用STN 以及TFT LCD技術的，同時出現了有機發光二極管（OLED）技術。使用LCD需要白色背光，因為顯示器本身不發光。對于小型顯示器，通常是選用發白光的LED。
使用白光LED所遇到的問題是由于它*的特性而產生的。白光LED的正向電壓（Vf）與流過這種器件的電流及材料的特性有關，但是一般而言，正向電壓在3.2 V至3.8 V的范圍，而鋰離子電池在放電時的輸出電壓是在3.0 V至4.2 V的范圍。這樣，如果想用彩色顯示器，并且使用直接連接到電池上的一只電流源來帶動LED，這個辦法就行不通。另外一個問題是一個小的顯示器（< 2英寸）也許需要三、四只白光LED，而在智能手機中用比較大的顯示器，往往需要用六至八只白光LED。背光需均勻，這樣顯示器就不會出現有的地方亮一些，有些地方暗淡一些的現象。所以，所有發光二極管中流過的電流大小必須嚴格地匹配。
解決背光問題的一個辦法是把白光LED并聯起來，用一個式泵電路帶動它。可以用一只 1.5倍或者2倍的泵電路，或者兩者（1.5 倍和2倍）兼用的混合式泵電路，每個LED用一個匹配的電流源供電。這個方法對設計人員的吸引力很大，因為需要的外接電容器比較小。可惜，用這個方法會降低整個系統的效率，只有47 %至80 %不等。另一個方法是使用性的開關解決方案，所有的LED接成串聯電路。這樣可以保證電流是匹配的，在工作電壓范圍相同時，效率可以很容易達到80 %至90 %。但是這個辦法需要使用電感器，占用的面積增大了。在效率方面的差別所產生的影響與產品中顯示器的使用方式有關。例如，標準的電話只是在撥號和接聽電話時才使用顯示器，而智能電話顯示器的使用率就高得多。當然，那些比較新的、功能豐富的手機納入了照相功能和游戲功能，顯示器的使用率會更高，率的背光也變得很重要。