多媒體智能手機(jī)的電源管理設(shè)計(jì)

手機(jī)功能整合愈來(lái)愈多，然電池容量的增長(zhǎng)，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(shí)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(lái)應(yīng)付通訊功能的手機(jī)，已無(wú)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(jì)，都成為3G手機(jī)時(shí)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(wú)線通訊頻寬增加，應(yīng)用高速處理器，可提供執(zhí)行Bluetooth無(wú)線傳輸、衛(wèi)星定位、手機(jī)上網(wǎng)、數(shù)字電視、語(yǔ)音訊號(hào)編/譯碼…等音視訊處理能力。

然功能要求愈來(lái)愈多的結(jié)果，手機(jī)電池的負(fù)荷勢(shì)必更為沉重，手機(jī)內(nèi)部用電設(shè)計(jì)，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(gè)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(wú)法提升手機(jī)電池容量情況下，有效壓低數(shù)字訊號(hào)處理器的功耗變得更為重要，除透過(guò)進(jìn)步的工藝技術(shù)降低數(shù)字訊號(hào)處理器驅(qū)動(dòng)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(jì)出符合消費(fèi)者對(duì)手機(jī)長(zhǎng)時(shí)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(wú)線傳輸能力，已成為手機(jī)配備功能，但也同時(shí)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(shí)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(shí)，約有超過(guò)90%的時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)，但屏幕上仍然要顯示日期、時(shí)間、電池電量、收訊狀態(tài)，而此時(shí)待機(jī)模式的耗電，需要整個(gè)屏幕來(lái)支持顯示，因此顯示器部分成為手機(jī)耗電一大問(wèn)題。

目前手機(jī)上大多是使用TFT LCD作為顯示器，LCD屬于被動(dòng)顯示，需有背光源才能發(fā)揮顯示效果。背光源設(shè)計(jì)，除開關(guān)On/Off外，還須有調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流來(lái)改變LED的亮度，調(diào)整亮度的方法可借控制正向電流，來(lái)減少顯示器功耗，主要方法有2種，1種是利用固定電流來(lái)驅(qū)動(dòng)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(gè)電壓電源和1個(gè)整流電阻器，來(lái)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(gè)功耗來(lái)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(lái)愈受重視，同時(shí)其功耗也逐漸獲得大幅改善。

新一代的移動(dòng)電話開始采用更低的電池電壓同時(shí)，射頻功率放大器就必須改變?cè)O(shè)計(jì)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(shì)相對(duì)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(zhǎng)手機(jī)通話時(shí)間。



圖 美國(guó)國(guó)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(dòng)電話、顯示器、MP3播放器、PDA及其它可攜式電子產(chǎn)品。