集成化系統(tǒng)級電源管理是延長續(xù)航時間最佳方法

隨著消費(fèi)電子設(shè)備的復(fù)雜性不斷增長，為每項(xiàng)功能設(shè)計(jì)獨(dú)立電源管理電路的方法已經(jīng)過時，現(xiàn)在需要更系統(tǒng)的電源管理方法，以及對各種應(yīng)用處理器及其外圍電路間相互作用的深入理解。比如，各種電路功能之間是如何通信的？何時需要處理器介入，以及在什么樣的情況下可以進(jìn)入休眠模式？采用不同的休眠模式的含義是什么？處理器能夠以多快的速度被喚醒？對于某個電路的電源電壓需要恒定嗎？是否能夠?qū)崿F(xiàn)智能化節(jié)能調(diào)整？這又取決于什么樣的運(yùn)行條件？“一直在線”的連接狀態(tài)對于電源管理最佳方案意味著什么？只有對這些問題有了深入了解，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師才有希望將系統(tǒng)的能耗降至最低。而且，電池壽命是消費(fèi)者選擇的一個關(guān)鍵的決定性因素，所以開發(fā)出一套最優(yōu)能源管理系統(tǒng)對于贏得消費(fèi)電子設(shè)備市場至關(guān)重要。

值得一提的是我們通常談及的“電源管理”，實(shí)際上是“能源管理”——能源消耗是功耗和時間的產(chǎn)物。很顯然，獨(dú)立電路的通電時間會對電池續(xù)航能力產(chǎn)生重要影響，同時各項(xiàng)功能上電、斷電順序以及排序的速度都會對電池續(xù)航產(chǎn)生影響。在許多情況下，一個處理器所需要的峰值電流會高達(dá)平均電流的10倍。電源管理電路將峰值電流管理地越好，使其持續(xù)時間保持在所需的最小值，那么該系統(tǒng)的總體能源管理就越有效。

試圖管理一臺智能手機(jī)、平板電腦或者其它便攜電子產(chǎn)品所有可能的運(yùn)行情景，是一件非常復(fù)雜的事情，帶有獨(dú)立數(shù)字控制器的分立模擬電源管理元件已不再可行。這種方法從物料清單成本、產(chǎn)品裝配和耗費(fèi)電路板空間等方面來看成本太高，并且它不能夠提供一個專用的電源管理芯片（PMIC）的性能或功能。

設(shè)想一下：在一個高度僅有1mm的單體8x8mm BGA封裝中，PMIC制造商們現(xiàn)正在將多個多模的DC/DC轉(zhuǎn)換器封裝在一起，它們中的一些可以并聯(lián)起來，可提供超過14A的總電流。它們集成了多個低壓差線性（LDO）穩(wěn)壓器、多個通用輸入輸出（GPIO）引腳、用于RGB LED的脈寬調(diào)制（PWM）驅(qū)動器、電源和電源軌開關(guān)、系統(tǒng)級監(jiān)控以及顯示時鐘。目前一些先進(jìn)的器件擁有6MHz或者更高的開關(guān)頻率，還可有助于將外部電感器的尺寸減至最小。相比之下，分立電路很少能夠高效地超過1MHz。這些PMIC也可有一個寬泛的輸入電壓，一塊單芯鋰離子電池或USB接口電源均可使其運(yùn)行。

Charles Limonard，Dialog半導(dǎo)體公司產(chǎn)品營銷經(jīng)理

也許對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)師最為重要的是：當(dāng)今的高集成度器件還帶有直觀的軟件工具，可以用來進(jìn)行試驗(yàn)并對供電排序和控制的快速優(yōu)化，以及創(chuàng)造產(chǎn)品差異化的機(jī)會。而相同的工具可以用來設(shè)置動態(tài)電壓范圍，這樣模擬電路為了實(shí)現(xiàn)高性能而只提供需要的電壓。這種能源管理的復(fù)雜程度在十年前也是無法想象的，但是如果沒有它，當(dāng)今的許多消費(fèi)者只好靠一個非常笨重的電池來使其最新玩意兒保持運(yùn)行，抵消了這些設(shè)備重要的便攜性。

處理器技術(shù)的發(fā)展以及引入集成化、系統(tǒng)級、將能耗降至最低的方法，使產(chǎn)品上市時間、產(chǎn)品尺寸、成本、性能、可靠性和續(xù)航能力等都得到了極大的提高。對于一臺真正的智能手機(jī)，充一次電可使用一周的時間將不再是夢想……我們正致力于實(shí)現(xiàn)它。

Charles于2012年早期加入Dialog。他在電子領(lǐng)域內(nèi)擁有超過18年的經(jīng)驗(yàn)，并且在恩智浦（NXP）和飛利浦半導(dǎo)體（Philips Semiconductor）都曾擔(dān)任過高級別的職務(wù)。他現(xiàn)工作于英國，Charles在荷蘭烏特勒支應(yīng)用科技大學(xué)（Hogeschool van Utrecht）獲得電子工業(yè)理學(xué)學(xué)士學(xué)位。