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新一代便携产品中更先进的电源管理技术

在便携式电子产品中，需要有高效的电源管理。这在数字蜂窝（简称）中表现得尤为突出。在过去几年中，的使用已经风靡全世界，正在成为人们普遍使用的语音通信工具。在2003年，的销售量已超过五亿部。不仅如此，为了吸引更多的消费者，厂商和服务运营商不断推出彩显、数字照相机、MP3播放机、PDA等各种新的功能和诸如下载多和弦铃声、多媒体短信、数据等各项服务。随着朝着多功能化和“智能化”的方向发展，对电源管理也提出了更大的挑战，成为推动电源管理产品发展的主要因素。

随着这些新的功能纳入到之中，使用者希望通话时间超过三小时，待机时间达到两百小时以上，因而高效率的电源管理显得更加重是不是与找正精度符合合要。这就是说，在对电池的有限容量进行高效管理方面，所有主要的电源子系统──音频、基带处理器、显示器以及电池充电器──都有进一步改进的机会。

音频子系统

在最近几年中，音频子系统有了很大的变化。现在全世界通过下载铃声所带来的收入超过了十亿美元。另外，娱乐的功能，例如播放FM和MP3音乐以及多媒体的功能要求提高声音的质量和具有立体声。免提听筒和手持式对讲机这些新的使用方式促使人们采用功率更大的音频放大器，并且使用DC－DC升压转换器来产生较高的电压，以便让放大器能够产生很大的音频输出。在音频方面的这些改进直接影响着电池的寿命，因为传统的AB类音频功率放大器能够达到的最大效率是在50但是全国各地电费的差异 %至63 %的范围。

所以，每输出一毫瓦的音频功率，在放大器上损耗掉、变成热量的功率也是一毫硬度高于HRB100时瓦。如果用开关电源取代线性稳压器的话，就可以提高效率。人们正在利用开关技术来设计小功率（低于2瓦）D类音频放大器，专门满足蜂窝中提高效率的需要。在下面的图中，在数字中常用的功率范围内，比较了AB类音频放大器和D类音频放大器的效率。采用D类功率放大器时，除了效率提高了超过30 %，还大大地减少了AB类放大器所带来的发热点，从而提高了产品的可靠性。由于头带耳机需要的功率小（50 – 100 mW），预计比较简单的AB类功率放大器会广泛用于播放立体声。

基带处理器

数字的心脏是基带处理器。在发射和接收语音和数据时，所需要的控制功能和数字信号处理功能都是由基带处理器来完成的。随着亚微米CMOS工艺的发展，可以进行更高水平的系统集成，同时降低功耗。基带处理器以往是用低压降稳压器（LDO）供电，而LDO是接到电池上的。由于锂离子电池的额定电压是3.6 V，在芯核的电压是2.5 V至2.8 V时，在效率、成本和PCB的空间三者之间，这是一个合理的折衷方案，效率在70 %至78 %。现在处理器是用0.13微米至0.18微米的CMOS工艺制造，芯核的电压已经下降到1.0 V至1.8 V。在芯核的电压低于2 V的情况下，下图对高效率同步整流降压转换器和LDO两者的效率作了一个比较。可以看出，开关稳压器有着明显的效率优势。

人们不仅关心打时对电力的管理，在待机时也必须考虑电力的管理。在使用一节800 毫安时的电池时，为了让待机时间延长到400个小时，就要求平均电流不超过2 mA。为了电流的平均值能够达到这个数值，我们让进入静态电流很低的睡眠状态，它每隔一段时间醒过来，看看是否有人打来。在GSM标准中，这称作间断接收（DRX），占空比取决于络，可以改变。为了节省电力，在这个办法中，基带处理器进入睡眠状态，而大部份的功能处于待机状态。对于德州仪器的OMAP5910处理器，为了在睡眠状态下进一步节省电力，芯核的电压也可以从1.5 V降低到1.1 V。图3说明，在软件的控制下，NCP1510调度机同步降压空压机稳压器可以在两个不同大小的电压之间改变，以满足对电压进行动态管理的要求。电压低于1.8 V的应用处理器在中的应用将会持续增加，以提供数字图像、播放视频、以及PDA等新的功能。使用静态电流小、效率高的降压转换器在用一节锂离子电池时效率可达到90 %以上。

显示器

小彩色显示器已经成为的主流显示器了。对于在中纳入数字照相的功能，彩色显示器的广泛采用起了关键性的作用。折叠式的主显示器和副显示器两者都采用彩色的。现在彩色显示器有使用STN 以及TFT LCD技术的，同平面玻璃时出现了有机发光二极管（OLED）技术。使用LCD需要白色背光，因为显示器本身不发光。对于小型显示器，通常是选用发白光的LED。

使用白光LED所遇到的问题是由于它独特的特性而冷扎板产生的。白光LED的正向电压（Vf）与流过这种器件的电流及材料的特性有关，但是一般而言，正向电压在3.2 V至3.8 V的范围，而锂离子电池在放电时的输出电压是在3.0 V至4.2 V的范围。这样，如果想用彩色显示器，并且使用直接连接到电池上的一只电流源来带动LED，这个办法就行不通。另外一个问题是一个小的显示器（