便携产品设计五大悬疑(图)

悬疑五：多功能 VS 电源管理

电源是所有便携式产品提供丰富体验的源泉，对于丰富多彩的便携式产品，电源管理技术如何为多个功能提供充足的电能？这便是18日研讨会的主要议题。来自TI、ST、Fairchild、英飞凌、日本SII精工和中电器材深圳公司的专家从器件、技术和电池3个层面进行了阐述。

在电源管理器件层面，英飞凌科技系统应用工程师郑国青指出要支持便携式产品多样的功能，提高开关电源的效率是重点，他介绍了英飞凌最新的OptiMOS3产品，该产品采用独特的沟道和封装技术，将MOSFET的导通电阻降到全球最低的水平。

图17 OptiMOSFET采用独特的封装技术

他指出，优值系数FOM(以导通电阻乘以栅极电荷)是衡量MOSFET效率的关键参数，英飞凌MOSFET的FOM可以达到业界最低的水平。

图18 OptisMOS3的FOM比较

除此以外，英飞凌还从IR公司获得了DirectFET的授权，并命名为CanPAK封装，该封装能使MOSFET散热性能更好。

图19 CanPAK有更低的热阻

来自意法半导体的应用工程师邢现锋则介绍了ST专门针对UMPC的电源管理芯片PM6641，它可以提供数组高精度电源。

图20 ST的PM6641专门针对UMPC等便携式产品开发

该芯片的特点是集成度高，用于DDR2/3 (VDDQ)和芯片组电源的3路独立，可调节，异相降压开关电源；快速反应, 恒定频率, 峰值电流模控制；独立的’电源良好’信号；所有输出都配备主动软终止电路等。

在技术层面，来自TI的系统工程师孟祥浩介绍了TI在针对便携式产品电源管理技术上的一些新成果。他指出经过研究，TI发现背光消耗了便携式产品的主要电量，主要原因是背光源尺寸越来越大，背光源需要一直工作和许多操作需要更高亮度例如GPS。针对这些特点，他提出了如下的解决方案：

1、 环境亮度的检测功能?D?D这样可以节约功耗并提高阅读舒适度。

图21 环境光亮度检测可以降低功耗

2、 动态亮度调节?D?D就是根据通过图象的不同来调整背光的亮度。假设这张图片的雪景比较多，那背光的亮度就要天得偏亮一些。但是以夜景为基调的图片里，可以背光就要调得偏暗一些，这样整个功率损耗比较小，同样显示的对比度效果也会比较高。

图22 动态背光调节技术也可以降低功耗

可以通过如下电路实现上述功能。

图23 具体实现电路

来自飞兆半导体公司的技术行销经理曹巍介绍了用在手机设计中的电平转换器及串化/解串器技术，他认为该技术和以手机为代表的便携式产品的电源效率和待机时间有很大的关系。他指出人们都希望手机的待机电源要小于1毫安，但实际上工作的时候经常有超标的现象，这就是电平不匹配造成的。他介绍的第一类的器件就是电平转换器，可以将两种不同逻辑的电压的高或低统一起来，防止系统产生漏电。

图24 电平转换应用实例

另一类就是针对高速传输的串化/解串器，它的作用是把并行的数据线减少为几根串行线，这样做一可以将机械的可行性提高，二是拥有比较高的抗干扰能力，可以消除EMI。

图25 串化/解串器应用的好处

在电池层面，来自日本SII精工电子有限公司的张炜介绍了该公司的多节锂电池保护的解决方案，他指出目前目前对于多节锂电的电路保护一般是采用单芯片和集联方式两种。单芯片就是用一颗芯片来对应所有的电芯，这种方式的好处是构成很简单，但它有一个致命的缺点就是对应的电池的数目不够灵活，而集联方式则造成了外围电路过于复杂。

图26 目前的电池保护示例

他指出精工提出的多节锂电的保护方案S-8204综合了上述保护的优点，不但电路简单，而且解决了耐压问题。

图27 精工的解决方案特点