近年來不斷增多的功能使手機設(shè)計面臨更嚴(yán)峻的電源管理挑戰(zhàn)。本文從電壓轉(zhuǎn)換、穩(wěn)壓、閃光燈電路、電池充電等方面分析了未來手機的電源管理設(shè)計趨勢和各種相應(yīng)的解決方案。3G手機不僅可以瀏覽網(wǎng)頁、發(fā)送電子郵件、拍攝數(shù)碼相片，甚至能播放視頻流。手機制造商正面臨越來越大的壓力，因為他們必須把這些功能集成進不斷縮小的體積內(nèi)，同時要讓手機維持較長的工作時間。

　　未來3G智能手機電源管理設(shè)計趨勢分析

　　不斷增多的功能促使手機需要更多不同功率水平的低電壓輸出電平。一個例子是用于圖像處理的應(yīng)用處理器，它在視頻捕獲期間需要高達360mw的功率。在滿負荷運行時，手機內(nèi)部系統(tǒng)的負載所需的峰值功率通常將超過4W。這么高的功率會很快耗盡電池的能量。影響電池運行時間的另一重要因素是電源效率和系統(tǒng)電源管理。

　　低電源轉(zhuǎn)換效率將導(dǎo)致發(fā)熱。這種熱量是因為電壓調(diào)節(jié)器在能量轉(zhuǎn)換過程中的功率損失而產(chǎn)生的。但手機中沒有用于冷卻的風(fēng)扇或散熱片，而只有密集封裝的印制電路板。因此沒有任何通道可讓熱量散出。這些熱量會縮短電池壽命，并降低產(chǎn)品的可靠性。由于電壓轉(zhuǎn)換期間會產(chǎn)生熱量，業(yè)界需要重新考慮應(yīng)該采用何種穩(wěn)壓器。目前，制造商正在采用開關(guān)調(diào)節(jié)器取代簡單但低效的線性低壓降（LDO）穩(wěn)壓器，因為開關(guān)調(diào)節(jié)器具有更高的效率。

　　對于可滿足手機內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換需求的不同電壓穩(wěn)壓器，我們必須認真考慮它們的優(yōu)缺點。目前有三種選擇：線性LDO穩(wěn)壓器、無電感型開關(guān)穩(wěn)壓器（亦稱為充電泵）以及傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器（基于電感器） 。線性LDO穩(wěn)壓器被認為是最簡單的方案，它只能將輸入電壓轉(zhuǎn)換到更低的電壓。它最顯著的缺點是熱量管理，因為它的轉(zhuǎn)換效率接近于輸出電壓與輸入電壓的比值。例如，一個LDO的輸入端是標(biāo)稱為3.6V的單單元鋰離子電池，它在輸出電流為200mA時提供1.8V的輸出電壓，以驅(qū)動圖像處理器。那么，它的轉(zhuǎn)換效率只有50%，因此它會在手機內(nèi)部產(chǎn)生熱點，同時會縮短電池使用時間。

　　開關(guān)穩(wěn)壓器可避開所有線性穩(wěn)壓器的效率缺點。通過使用低阻抗開關(guān)和磁存儲組件，開關(guān)穩(wěn)壓器的效率能達到96%，從而顯著減少轉(zhuǎn)換過程的功率損耗。由于工作在非常高的開關(guān)頻率（大于2MHz），這可以減小外部電感和電容的尺寸。開關(guān)穩(wěn)壓器的缺點比較少，而且能夠通過良好的設(shè)計技術(shù)加以克服。介于線性穩(wěn)壓器與傳統(tǒng)開關(guān)穩(wěn)壓器之間的是充電泵。在充電泵中，外部儲能元件是電容而不是電感。由于沒有電感，它可以減輕潛在的電磁干擾問題，以免影響敏感的RF接收器或藍牙芯片組。充電泵的缺點是有限的輸入輸出電壓比以及有限的輸出電流能力。

　　拍照功能引發(fā)的挑戰(zhàn)

　　許多3G手機都能拍照甚至傳送視頻流。不過，當(dāng)消費者開始接受這些內(nèi)置相機的手機時，他們要求擁有更高質(zhì)量的攝像能力。業(yè)界已經(jīng)準(zhǔn)備采用改進的圖像傳感器和光學(xué)系統(tǒng)，但工程師要特別關(guān)注高質(zhì)量的 “閃光” 照明。閃光燈是獲得良好攝像性能的關(guān)鍵，但當(dāng)你準(zhǔn)備在結(jié)構(gòu)緊湊的3G手機上實現(xiàn)這項功能時必須謹慎考慮。

　　對于兩百萬像素照相手機，內(nèi)置閃光燈的尺寸和性能是系統(tǒng)設(shè)計師需要考慮的兩個關(guān)鍵因素?，F(xiàn)在，閃光照明有兩種實際選擇：白光LED（發(fā)光二極管）和閃光燈。表2比較了LED與閃光燈的性能。LED的優(yōu)勢是具有連續(xù)工作能力，而且只需要低密度的支持電路。然而，閃光燈擁有一些對高質(zhì)量攝像特別重要的特性。它的線源光輸出是點源LED的數(shù)百倍，因而可以在大范圍內(nèi)產(chǎn)生密集且容易發(fā)散的光線。此外，閃光燈的色溫是5500°K至6000°K，這非常接近自然光，從而消除了白光LED在藍光峰值輸出時所需的色彩校正。

　　大多數(shù)設(shè)計師希望擁有氙閃光燈的性能，但他們必須保證電路尺寸和復(fù)雜度不會對方案的具體實現(xiàn)造成負面影響。要更好地理解與此任務(wù)相關(guān)的設(shè)計困難，設(shè)計師必須仔細考慮閃光燈的物理尺寸和操作以及為了確保它安全、正確地工作所需的支持電路。

　　閃光燈及其支持電路

　　閃光燈通常是一個充滿氙氣的圓柱形玻璃管，其陽極與陰極都直接與氙氣接觸，而沿?zé)艄芡獗砻娣植嫉挠|發(fā)電極則不與氙氣接觸。氣體擊穿電壓一般是在幾千伏范圍內(nèi)。一旦發(fā)生擊穿，燈阻抗會下降到1W以下，此時流過擊穿氣體的高電流就會產(chǎn)生強烈的可見光。閃光燈由觸發(fā)電路和一個可產(chǎn)生高瞬態(tài)電流的儲能電容控制。工作時，閃光電容器一般被充電至300V。最初，電容器不能放電，因為閃光燈處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。但當(dāng)觸發(fā)電路接到命令后即會給燈施加數(shù)千伏的高壓，于是燈被擊穿，從而使電容器放電。對閃光重復(fù)率的主要限制是燈能否安全散熱。

　　第二個限制是充電電路給閃光電容器充滿電所需的時間。根據(jù)目前的輸入功率、電容值及充電電路特性，充電時間一般在1到5秒之間。閃光電容器充電器基本上是一種具有某些特殊能力的變壓器耦合升壓轉(zhuǎn)換器。當(dāng)其 “充電” 控制線為高電位時，穩(wěn)壓器同步內(nèi)部功率開關(guān)，使升壓變壓器產(chǎn)生高電壓脈沖。然后，這些脈沖再經(jīng)整流和濾波，產(chǎn)生300V的直流輸出，其轉(zhuǎn)換效率高達80%。

　　一種可滿足以上所有技術(shù)及性能要求的完整閃光燈電路。通過利用LT3468-1（一款采用SOT-23封裝的閃光電容器充電器），該解決方案可提供適合3G手機的緊湊外形。

　　一個肖特基二極管（D2）用來安全箝位T1引起的反向瞬態(tài)電壓。升壓變壓器T2用來產(chǎn)生高電壓觸發(fā)脈沖。假設(shè)C1被完全充電，那么當(dāng)Q1～Q2使Q3導(dǎo)通時，C2將電流儲存進T2主端。然后，T2副端將高壓觸發(fā)脈沖提供給閃光燈，使其電離并導(dǎo)電。C1通過閃光燈放電，從而實現(xiàn)發(fā)光。整個電路占位面積小于400mm2且高度不超過6mm （包括閃光燈在內(nèi)）。

　　電池充電解決方案

　　事實上，所有3G手機都采用鋰離子電池作為主電源。由于散熱及空間的限制，設(shè)計師必須仔細考慮選用何種類型的電池充電器，以及還需要哪些特性來確保對電池進行安全及精確的充電。線性鋰離子電池充電器的一個明顯趨勢是封裝尺寸繼續(xù)減小。但值得關(guān)注的是在充電周期（尤其在高電流階段）冷卻IC所需的板空間或通風(fēng)條件。充電器的功耗會使IC的接合部溫度上升。加上環(huán)境溫度，它會達到足夠高的水平，使IC過熱并降低電路可靠性。

　　此外，如果過熱，許多充電器會停止充電周期，只有當(dāng)接合部溫度下降后才恢復(fù)工作。如果這種高溫持續(xù)存在，那么充電器“停止和開始”的反復(fù)循環(huán)也將繼續(xù)發(fā)生，從而延長充電時間。為減少這些風(fēng)險，用戶只能選擇減小充電電流來延長充電時間或增大板面積來散熱。因此，由于增加了PCB散熱面積及熱保護材料，整個系統(tǒng)成本也將上升。

　　對此問題有兩種解決方案。

　　首先，需要一種智能的線性鋰離子電池充電器，它不必為擔(dān)心散熱而犧牲PCB面積，并采用一種小型的熱增強封裝，允許它監(jiān)視自己的接合部溫度以防止過熱。如果達到預(yù)設(shè)的溫度閾值，充電器能自動減少充電電流以限制功耗，從而使芯片溫度保持在安全水平。第二種解決方案是使用一種即使充電電流很高時也幾乎不發(fā)熱的充電器。這要求使用脈沖充電器，它是一種完全不同于線性充電器的技術(shù)。脈沖充電器依靠經(jīng)過良好調(diào)節(jié)且電流受限的墻上適配器來充電。

　　方案一 ： LTC4059A線性電池充電器

　　LTC4059A是一款用于單節(jié)鋰離子電池的線性充電器，它無需使用三個分立功率器件，可快速充電而不用擔(dān)心系統(tǒng)過熱。監(jiān)視器負責(zé)報告充電電流值，并指示充電器是何時與輸入電源連接的。它采用盡可能小的封裝但沒有犧牲散熱性能。整個方案僅需兩個分立器件（輸入電容器和一個充電電流編程電阻），占位面積為2.5mm×2.7mm。 LTC4059A采用2mm×2mm DFN封裝，占位面積只有SOT-23封裝的一半，并能提供大約60℃/W的低熱阻，以提高散熱效率。通過適當(dāng)?shù)腜CB布局及散熱設(shè)計，LTC4059A可以在輸入電壓為5V的情況下以最高900mA的電流對單節(jié)鋰離子電池安全充電。此外，設(shè)計時無需考慮最壞情況下的功耗，因為LTC4059A采用了專利的熱管理技術(shù)，可以在高功率條件（如環(huán)境溫度過高）下自動減小充電電流。

　　方案二 ：帶過流保護功能的LTC4052脈沖充電器

　　LTC4052是一款全集成的脈沖充電器，用于單節(jié)4.2V鋰離子/鋰聚合物電池。當(dāng)輸入電壓為5.25V并以0.8A電流進行快速充電時，LTC4052的功耗大約為280mW，而線性充電器解決方案的功耗則高達1.8W。與采用電感來獲得高效率和低散熱的開關(guān)充電器不同，LTC4052采用無電感設(shè)計。利用LTC4052設(shè)計的700mA至2A鋰離子/鋰聚合物電池充電器電路僅占70mm2 的面積 ，且高度低于1.7mm。通過將功耗減至最低水平，LTC4052可放寬終端設(shè)備對熱設(shè)計的要求，允許采用更小的封裝、更小的散熱氣流以及更小的PCB面積，而且能消除熱點，從而無需使用散熱片或風(fēng)扇。

　　LTC4052需要一個電流受限的墻上適配器，以控制充電電流的大小。它還需配備過流保護電路，以便在意外使用較高電流或墻上適配器發(fā)生故障時能提供保護。LTC4052是一款全集成的脈沖充電器，無需使用外部MOSFET或阻流二極管。這款獨立的充電器IC具有C/10檢測、充電狀態(tài)指示、充電結(jié)束定時器、墻上適配器檢測及過流保護等功能。LTC4052的輸入電源可以是4.5V到12V，并具有1%的 飄移電壓精度。

　　智能手機的電源管理設(shè)計方案

　　手機功能整合愈來愈多，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)，都是減少手機功耗的有效作法。傳統(tǒng)只用來應(yīng)付通訊功能的手機，已無法滿足消費者的應(yīng)用需求，MP3功能手機成為必要配備，而多種多媒體功能設(shè)計，都成為3G手機時代下，業(yè)者標(biāo)榜功能訴求。 具照相攝影功能的手機，需要有復(fù)雜的相機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，手機電池的負荷勢必更為沉重，手機內(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?a href="http://www.brongaenegriffin.com/analog/" target="_blank">模擬與數(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)省手機功耗的不二法則，才能設(shè)計出符合消費者對手機長時間使用的需求。

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

　　顯示屏幕及射頻區(qū)塊 耗電居前兩名

　　一般手機使用時，約有超過90%的時間處于待機狀態(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耗電一大問題。

　　目前手機上大多是使用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。

　　壓差線性穩(wěn)壓器LDO減少音頻功耗

　　手機各種音訊功能，如MP3播放、多和弦鈴聲和FM廣播…等功能，都會增加手機功耗。因此如何讓音訊電路最佳化達到低功耗設(shè)計，成為延長電池時間的重要問題。

　　而改善音訊耗電能方法，手機音訊組件多要求具備較好的噪聲抑制、低工作電壓、高功效性能。目前一般最常見采用壓差線性穩(wěn)壓器（Low Dropout regulator；LDO）來抑制噪聲（PSRR）。線性調(diào)壓是最常見且最易應(yīng)用的電壓調(diào)整方式，其優(yōu)點是封裝體積小、外部組件少，利于電路面積有限的手持裝置設(shè)計。

　　LDO是電路板設(shè)計上常見的直流轉(zhuǎn)換組件，LDO都是高電壓轉(zhuǎn)低電壓工，作原理是類似像分壓原理，其腳位少、可以過濾電源噪聲。但LDO雖然是低轉(zhuǎn)換電壓，功耗相當(dāng)?shù)停杂胁糠蛛娏膿p，如果音頻放大器能夠提高到超過60dB，就不需要應(yīng)用上LDO，可以降低音頻電路功耗。

　　圖 奧地利微電子推出200mA微型超低壓降穩(wěn)壓器AS1369，僅占1mm2 PCB空間，適合移動電話與PDA…等空間有限裝置。AS1369 LDO可實現(xiàn)性能提升，延長電池壽命。

　　DC/DC電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品 可減少LDO需求

　　在電源管理IC選擇中，終端市場對產(chǎn)品尺寸及電源轉(zhuǎn)換效率要求日益嚴(yán)苛，因此屬于低成本但效率較差的LDO線性穩(wěn)壓器，漸受到電源轉(zhuǎn)換效率較好，但設(shè)計和成本門坎較高的交換式穩(wěn)壓器（Switching Regulator）威脅，例如直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器（DC/DC Converter）市場的沖擊與威脅，造成LDO量縮，甚至因此導(dǎo)致價格下跌，價格競爭壓力，讓不少電源IC業(yè)者轉(zhuǎn)投入DC/DC電源產(chǎn)品研發(fā)。

　　高頻率的DC/DC轉(zhuǎn)換器，可讓系統(tǒng)周邊僅須搭配很小的電感或電容即可，進而縮減電路板面積，當(dāng)手機與數(shù)字相機（DSC）朝輕薄設(shè)計發(fā)展，勢必要減少系統(tǒng)對于單顆LDO需求。因此，使用單組LDO的機率就愈低，不少廠商都轉(zhuǎn)向投入DC/DC轉(zhuǎn)換器研發(fā)，包括以經(jīng)營LDO為主的安茂微電子，也正全力投入DC /DC轉(zhuǎn)換器開發(fā)。

　　整合電源管理芯片趨勢

　　1.低階手機基頻芯片整合PMU

　　PMU 主要是用于解決手機內(nèi)部電源管理問題，發(fā)展PMU的主要目標(biāo)，即是為手機做有效節(jié)電，以避免效率轉(zhuǎn)換損失。目前低階手機芯片的核心主軸基頻芯片，已朝整合 PMU電源管理模式發(fā)展，由于基頻芯片整合PMU可節(jié)省手機空間，PMU可具不占空間以及高整合性優(yōu)勢，讓廠商致力于發(fā)展基頻芯片整合PMU方案。

　　2.高階手機應(yīng)用處理器整合PMU

　　而高階手機部分，如3G智能型手機配備多媒體影像、無線傳輸功能設(shè)計，其應(yīng)用處理器耗電量更大，因此就必須發(fā)展專用、整合型PMU，以降低應(yīng)用處理器耗電量。例如，意法半導(dǎo)體就整合了USB OTG高速（High Speed）與音訊編/譯碼（Audio Codec），因應(yīng)智能型手機對音訊的精致度要求，讓手機具快速數(shù)據(jù)傳輸功能。而美國國家半導(dǎo)體，也針對LED發(fā)展出高整合度照明管理單元 （Lighting Management Unit；LMU）可解決LED耗電速度快的問題。

　　另外，電源管理芯片朝客制化發(fā)展，將成為未來趨勢，為提高PMU使用彈性、擴大應(yīng)用空間，針對某類型市場或處理器平臺，開發(fā)出客制化規(guī)格，才能創(chuàng)造出業(yè)者的市場競爭力。例如德州儀器針對三星的應(yīng)用處理器，便推出了專屬PMU解決方案，希望通過提供客制化的PMU產(chǎn)品服務(wù)，積極開發(fā)類型（Catalog）PMU，提高產(chǎn)品市占率。

　　而意法半導(dǎo)體量產(chǎn)的整合型PMU，則是采模塊化策略，盡可能整合高階手機必要功能，如客戶有提出某項功能不合適，只需將該功能關(guān)閉繼續(xù)保留其它功能，滿足不同客戶對手機定位的要求。

　　圖 美國國家半導(dǎo)體高整合度燈光管理單元（LMU），內(nèi)建高電壓升壓轉(zhuǎn)換器及可程序恒流驅(qū)動器，可以控制顯示器背光系統(tǒng)內(nèi)高達20個串聯(lián)發(fā)光二極管，以及驅(qū)動設(shè)于小鍵盤和相機閃光燈內(nèi)的發(fā)光二極管與紅綠藍 （RGB）光發(fā)光二極管。

　　分離式電源芯片 設(shè)計彈性佳

　　由于整合性電源管理芯片，仍有功能設(shè)計限制及彈性不佳缺點，無法為市面上所有手機附加功能全部整合在內(nèi)，一旦選擇整合型PMU，如果設(shè)計生產(chǎn)過程出現(xiàn)瑕疵問題，則會影響到后續(xù)的作業(yè)程序；而分離式電源芯片有更多彈性設(shè)計，在規(guī)格上都能達到兼容，在功能性、設(shè)計方案可以有更多選擇性，可避免單一芯片商可能影響設(shè)計、生產(chǎn)…等問題。

　　整合性電源管理芯片種種設(shè)計限制，凸顯分離式電源芯片有更大彈性及變化優(yōu)勢，特瑞仕半導(dǎo)體發(fā)展的多芯片封裝（MCM）模式，就屬于分離式電源芯片1種，其能針對有些微差異功能的手機，進行電源管理設(shè)計與功能變更，而整合型電源管理芯片，只能專用于某型號的手機中。

　　多芯片封裝（MCM）模式與LDO、DC/DC轉(zhuǎn)換器…等分離式電源管理芯片，其設(shè)計彈性大，使其能與整合型PMU市場地位并駕齊驅(qū)，而不少業(yè)者也紛紛提出類型化、模塊化芯片設(shè)計，分離式電源管理芯片可就單一功能進行技術(shù)研發(fā)，因應(yīng)未來手機快速汰舊換新、求新求變的產(chǎn)業(yè)趨勢中，才能符合手機業(yè)者的客制化需求。

　　在提出分離式電源管理芯片業(yè)者中，美國國家半導(dǎo)體的移動像素鏈接（Mobile Pixel Link；MPL）實體層技術(shù)，針對影像顯示畫素造成的耗電進行管理，以進一步解決電源供應(yīng)、噪聲、及穩(wěn)定性問題，該技術(shù)主要應(yīng)用于小型顯示器及數(shù)字相機。MPL能將RGB數(shù)據(jù)影像從原本24位傳送，轉(zhuǎn)換成18位數(shù)據(jù)進行傳送，影像訊號傳輸路徑變大，影像也較清晰，還可達到省電效果。

　　電池容量管理 增加使用效率

　　電池轉(zhuǎn)換技術(shù)不斷精進，然而電池容量卻仍趕不上手機廠商需求，與消費者對手機使用時間的滿足。雖然近年來，為提高手機電池使用時間，業(yè)者開始專注更多高能量電池開發(fā)，但對鋰離子電池的逐步改進預(yù)期，也僅能小幅增加2“3成電池容量。

　　電池容量短期內(nèi)不會有突破性發(fā)展，就必須靠妥善管理電池容量，讓電池可以提供更長的使用時間，而適當(dāng)?shù)?a target="_blank">電池管理就顯得格外重要。例如對電池的偵測、充電控制、電池保護…等，都可有效管控電池容量狀況。透過電池偵測組件，可以檢視電池剩余電力，用簡單的電荷計量器，由中央處理器負責(zé)計算剩余電力，或是通過微控制器的量測組件，提供剩余供電時間、剩余電力、電池電壓、溫度、電流量…等數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，可讓使用者更有效掌握電池供電現(xiàn)況。

　　圖說：德儀電池電量監(jiān)測芯片，可測量電池放電率、溫度、老化程度，及其它因素對電池阻抗的影響，量測電池使用壽命的準(zhǔn)確率高達99%。

　　如何解決智能手機電源設(shè)計的細節(jié)問題

　　今年絕對是國產(chǎn)智能手機的暴發(fā)年，主要原因一是MTK平臺的幾大方案公司發(fā)力點到了，再借力***與大陸的電源管理IC和攝像頭芯片、GPS芯片推出了千元甚至以內(nèi)的Android智能手機。另一點是蘋果智能手機的速度推出較慢，讓出了在4.0寸大屏手機的市場，國產(chǎn)手機確實抓到了難得的時機。

　　但另一個問題很快就出來了，就是智能手機出現(xiàn)了同質(zhì)化的問題和低質(zhì)化。大多數(shù)新出現(xiàn)的國產(chǎn)智能手機品牌都在外觀ID和系統(tǒng)UI上，跟某些品牌的某幾款手機同質(zhì)化，造成了如同當(dāng)年山寨機同質(zhì)化的問題；另一方面，這些手機的系統(tǒng)在安裝眾多應(yīng)用軟件時，就出現(xiàn)了電源、攝像頭、照相或是無線上網(wǎng)方面的問題。有的是由于主平臺的硬件不足造成，如內(nèi)存不夠，有的是處理器的主頻不給力，但更多的卻是電池、電源管理IC和外圍器件造成。

　　本人認為，UI 和ID的同質(zhì)化還是可以接受的問題，但是電源管理方面的問題卻是需要工程師們做更深入的了解。例如智能手機的電池用到15%的時候，就會出現(xiàn)不能攝像拍照的情況，一方面是系統(tǒng)會為了節(jié)省電量保證通話或短信的基本功能。另外就是上網(wǎng)和照相這些功能會讓電池出現(xiàn)低過3.8V的情況，很容易造成關(guān)機或某些硬件不能正常工作。這樣的結(jié)果就是讓消費者認為這屬于產(chǎn)品的質(zhì)量問題，造成對國產(chǎn)手機的嚴(yán)重不信任，非常值得重視。

　　筆者在IIC China 2012展會上，與參展的安捷倫科技產(chǎn)品經(jīng)理饒騫進行了探討。安捷倫科技在IIC上展示了新推出的N6705B示波器，專門智能手機和芯片的精密耗電分析。饒騫認為，現(xiàn)在的智能手機設(shè)計的問題是功耗的問題。但要解決這個問題，首先就要對手機的功耗進行非常即時的監(jiān)測，要測試到智能手機運行任何功能和應(yīng)用軟件時電流、電壓和電池的情況。通過對電源各種信息的記錄和分析，才能讓手機芯片設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計的工程師了解到如何對智能手機進行相關(guān)的改進。

　　饒騫表示，N6705B示波器另外一個功能就是它本身就可以用來模仿手機的照像、GPRS上網(wǎng)、通話、短信等各種功能時的實際耗電情況，從而達到智能手機的電池內(nèi)阻進行仿真功能，這款設(shè)備適合特別適合于智能手機的芯片設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計的工程師使用。

　　此外，隨著便攜式設(shè)備的功能越來越豐富，這款示波器還可以幫助到像平板電腦、數(shù)碼相機、手持游戲機等多種電池供電的便攜式終端設(shè)計測試。