多媒體智能手機(jī)的電源管理設(shè)計

手機(jī)功能整合愈來愈多，然電池容量的增長，卻始終未能跟上功能變化腳步，如何在有限容量下，提高手機(jī)的使用時間，良好的電源管理與提升工藝技術(shù)，都是減少手機(jī)功耗的有效作法。

傳統(tǒng)只用來應(yīng)付通訊功能的手機(jī)，已無法滿足消費(fèi)者的應(yīng)用需求，MP3功能手機(jī)成為必要配備，而多種多媒體功能設(shè)計，都成為3G手機(jī)時代下，業(yè)者標(biāo)榜功能訴求。

具照相攝影功能的手機(jī)，需要有復(fù)雜的相機(jī)引擎與高亮度閃光燈；而隨著無線通訊頻寬增加，應(yīng)用高速處理器，可提供執(zhí)行Bluetooth無線傳輸、衛(wèi)星定位、手機(jī)上網(wǎng)、數(shù)字電視、語音訊號編/譯碼…等音視訊處理能力。

然功能要求愈來愈多的結(jié)果，手機(jī)電池的負(fù)荷勢必更為沉重，手機(jī)內(nèi)部用電設(shè)計，也變得更為繁復(fù)，因此需要更適合的省電技術(shù)，以因應(yīng)手機(jī)中各種功能需求。顯然，如何將大量的功能整合在1個小空間內(nèi)，整合恰當(dāng)?shù)母咝阅苣M與數(shù)字組件是最根本的作法。

再者，現(xiàn)階段在無法提升手機(jī)電池容量情況下，有效壓低數(shù)字訊號處理器的功耗變得更為重要，除透過進(jìn)步的工藝技術(shù)降低數(shù)字訊號處理器驅(qū)動電壓外，良好的電源管理，成為節(jié)省手機(jī)功耗的不二法則，才能設(shè)計出符合消費(fèi)者對手機(jī)長時間使用的需求。



圖 多媒體手機(jī)，除通訊功能外，各種影音、視訊、無線傳輸能力，已成為手機(jī)配備功能，但也同時增加電池功耗，因此需要更多電源管理技術(shù)，增加手機(jī)使用時間

顯示屏幕及射頻區(qū)塊 耗電居前兩名

一般手機(jī)使用時，約有超過90%的時間處于待機(jī)狀態(tài)，但屏幕上仍然要顯示日期、時間、電池電量、收訊狀態(tài)，而此時待機(jī)模式的耗電，需要整個屏幕來支持顯示，因此顯示器部分成為手機(jī)耗電一大問題。

目前手機(jī)上大多是使用TFT LCD作為顯示器，LCD屬于被動顯示，需有背光源才能發(fā)揮顯示效果。背光源設(shè)計，除開關(guān)On/Off外，還須有調(diào)節(jié)驅(qū)動電流來改變LED的亮度，調(diào)整亮度的方法可借控制正向電流，來減少顯示器功耗，主要方法有2種，1種是利用固定電流來驅(qū)動LED，固定電流可消除正向電壓變化導(dǎo)致的電流變化，可以固定LED亮度；另外1種方法是利用1個電壓電源和1個整流電阻器，來確定產(chǎn)生預(yù)期正向電流所需要向LED提供的電壓。

除了屏幕是電源功耗一大殺手外，另外1個功耗來源，就是射頻區(qū)塊部分。當(dāng)中以射頻零組件中的功率放大器消耗功率為最大，強(qiáng)調(diào)更好輸出效率的放大器電路已愈來愈受重視，同時其功耗也逐漸獲得大幅改善。

新一代的移動電話開始采用更低的電池電壓同時，射頻功率放大器就必須改變設(shè)計方向，目前HBT射頻功率放大器技術(shù)，必須適用于3.0伏特以上電壓，而用于低電壓直流電源上取得高線性射頻功率輸出，就必須仰賴E-pHEMT技術(shù)，如此能為手機(jī)制造商提供更好的功率加效率(PAE)、低壓操作和高可靠性…等獨(dú)特優(yōu)勢相對于HBT，E-pHEMT技術(shù)，具備高電壓下較佳效率，在低偏壓下更具吸引力。由于E-pHEMT組件，可在低于2伏特的低偏壓條件下，維持良好的線性與增益表現(xiàn)，可以避免付出降/升壓轉(zhuǎn)換器的成本與功率耗損，也能在不加入不必要組件的條件下，提高電池效率并延長手機(jī)通話時間。



圖 美國國家半導(dǎo)體0.4mm厚的超薄集成電路封裝技術(shù)，適用于更輕薄短小的移動電話、顯示器、MP3播放器、PDA及其它可攜式電子產(chǎn)品。