便携式设备发展的新思路
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便携式设备发展的新思路  2012/3/1
他表示大部分以电池供电的便携产品采用专用集成电路(ASIC)来解决电池充电、电源路径控制、提供多路供电以及实现如真正输出断接和精确USB电流限制等保护功能。采用这种方法的原因显而易见,因为这样用一个器件就可以满足所有电源管理需求。可惜的是,这种方法同样有缺点。首先,ASIC是通过特定晶圆制造工艺而制造,因此难以为各项功能实现性能最优化。其次,ASIC的定义和开发周期通常很长,在要求设计周期短且动态变化快的今天,
他表示大部分以电池供电的便携产品采用专用集成电路(ASIC)来解决电池充电、电源路径控制、提供多路供电以及实现如真正输出断接和精确USB电流限制等保护功能。采用这种方法的原因显而易见,因为这样用一个器件就可以满足所有电源管理需求。可惜的是,这种方法同样有缺点。首先,ASIC是通过特定晶圆制造工艺而制造,因此难以为各项功能实现性能最优化。其次,ASIC的定义和开发周期通常很长,在要求设计周期短且动态变化快的今天,这一问题变得越来越重要。从概念到出货,电源管理ASIC往往需要用上一年半时间。而在此期间,某一产品的设计需求可能已经变化了三次了。

随着便携式设备处理器工作电压不断降低,电源管理也面临新的挑战。Tony Armstrong指出亚微米的CMOS制造工艺,把CPU和 DSP 电压降至 1V 以下。这要求新一代电源转换集成电路的电压输入必须很低,而且提供的输出电压也要低于 1V,同时还要具有相适应的输出电流、高转换效率、低噪声及扁平紧凑的引脚。随着 DSP 核心电压降至 1V 甚至更低,更需要以低电压提供电源。

除了在处理器方面进行有效降低功耗外,便携式设备的显示方面的节电潜力尤其不能被忽视。目前,多数便携式设备开始采用TFTLCD来显示显示用户所需的不同类型信息和数据。制造商所面对的挑战是确保用户能在各种环境下从显示屏上阅读到信息。为了实现这个目标,他们必须为彩色 LCD 提供适量的背光。背光通常由白光发光二极管LED)产生。同样,这也要求用一种紧凑、有效和低噪声方式为这些 LED供电。

不过,电源管理在采用新技术的同时也带来了新的问题,这是便携式开发人员要引起注意的。例如目前许多新型的电池供电型便携式设备用开关电源取代了线性稳压器,从而延长电池寿命。不过,这也引发了新的设计问题,因为蜂窝手机有噪声敏感的无线电路和板上敏感的 RF接收器。噪声发生器(开关电源)和噪声敏感电路的结合可能会产生干扰。

传统的解决方案是将噪声发生电路和噪声敏感电路分离开来。但由于目前的便携式设备多将所有部件紧密封装,所以这种方法已经不可行。采用屏蔽方法则无论在成本上还是体积上都行不通,传统的开关电源是将噪声能量集中到窄带谐波中。然而,一旦其中一个谐波与敏感频率相一致(例如,接收器中频频带)就可能导致干扰。

凌特的Tony Armstrong指出已经成功实施的一个技术是通过扩展工作频谱使开关频率能通过伪随机数(PRN)序列进行调制,从而去除窄带谐波。凌特的LTC3251可在芯片上可实现扩频操作。

便携式设备的电源管理还涉及存储、软件的操作和漏电的控制等多个因素,都需要设计师仔细考虑。

显示--绚丽真彩时代已经来临

从单显到多彩再到目前的真彩显示乃至未来的OLED显示,绚丽多姿的显示画面让便携式设备增色不少,目前,就连MP3音频播放器也开始采用OLED显示方式,可见
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