用于下一代移动电话的电源管理划分

图3：用于高亮度相机闪光灯LED的高效率DC/DC升压块

手机中的几种子系统可能需要有精确的内核源电压。线性调整器通常被认为是一种用于电压调整的小尺寸及低成本解决方案。但当电流高于 200mA时，由于功耗过高，它们开始需要既占空间又价格昂贵的散热片。功耗是由供电时较大的输入－输出电压差乘以输出电流所致，例如，从3.6-V锂离子电池上得到的1.2V / 500mA内核电压等。尽管线性调整器能以33%的效率来进行这种调整，并因此而成为"燃烧"电池功率及产生热量的主要来源，但DC/DC转换器却能以高于90% 的效率很好地工作，且只消耗LDO浪费的一小部分功率。采用最高级模拟工艺与设计技术的最新一代DC/DC转换器拥有好几项空间节省特性。图4给出了一种用于高达500-mA内核电流的超小型及高精度DC/DC降压转换器。由于两个开关晶体管均为集成，故电路仅需一个电感及两个小电容。独特的控制架构能使电源极迅速地对负载瞬变做出反应，并保留+/-1% 的高电压调整精度--正如当今高性能处理内核所要求的那样。3MHz的开关频率可将电感尺寸减小至仅为1mH，从而允许使用高度小于1 mm的低高度芯片电感。器件还提供有芯片级封装以将IC尺寸减小至2 mm x 1 mm。整个解决方案可构建成能安装至5 x 5 mm2 空间中。为进一步优化功耗，高级DC/DC调整器还具有自动PFM/PWM模式转换能力，以提高宽负载范围内的转换效率。在轻负载条件下，转换器进入脉冲频率调制 (PFM) 模式，而当负载电流高于50-mA时，则采用脉宽调制 (PWM) 控制方案，故能以高达80%-90%的效率来提供1.8-V及500-mA的内核电源。

图4：带小器件与封装的高频3-MHz DC/DC转换器

结论

电源与其他模拟器件的集成是不可避免的，集成的关键在于选择那些已发展成为标准并被各种手机平台所采用的功能。推动功能差异化的领先技术一般首先采用可进行特性定制的分立形式，这对于消费者及手机型号系列管理来说非常重要，而型号系列管理对于服务提供商及手机制造商来说又非常关键。电源管理器件正继续将尺寸、效率及功耗"推向极至"，并日益在减小手机尺寸与重量方面扮演重要角色。