集成化系統級電源管理是延長(cháng)續航時(shí)間最佳方法

隨著(zhù)消費電子設備的復雜性不斷增長(cháng)，為每項功能設計獨立電源管理電路的方法已經(jīng)過(guò)時(shí)，現在需要更系統的電源管理方法，以及對各種應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(shí)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(gè)電路的電源電壓需要恒定嗎？是否能夠實(shí)現智能化節能調整？這又取決于什么樣的運行條件？“一直在線(xiàn)”的連接狀態(tài)對于電源管理最佳方案意味著(zhù)什么？只有對這些問(wèn)題有了深入了解，產(chǎn)品設計師才有希望將系統的能耗降至最低。而且，電池壽命是消費者選擇的一個(gè)關(guān)鍵的決定性因素，所以開(kāi)發(fā)出一套最優(yōu)能源管理系統對于贏(yíng)得消費電子設備市場(chǎng)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(shí)間的產(chǎn)物。很顯然，獨立電路的通電時(shí)間會(huì )對電池續航能力產(chǎn)生重要影響，同時(shí)各項功能上電、斷電順序以及排序的速度都會(huì )對電池續航產(chǎn)生影響。在許多情況下，一個(gè)處理器所需要的峰值電流會(huì )高達平均電流的10倍。電源管理電路將峰值電流管理地越好，使其持續時(shí)間保持在所需的最小值，那么該系統的總體能源管理就越有效。

試圖管理一臺智能手機、平板電腦或者其它便攜電子產(chǎn)品所有可能的運行情景，是一件非常復雜的事情，帶有獨立數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)品裝配和耗費電路板空間等方面來(lái)看成本太高，并且它不能夠提供一個(gè)專(zhuān)用的電源管理芯片（PMIC）的性能或功能。

設想一下：在一個(gè)高度僅有1mm的單體8x8mm BGA封裝中，PMIC制造商們現正在將多個(gè)多模的DC/DC轉換器封裝在一起，它們中的一些可以并聯(lián)起來(lái)，可提供超過(guò)14A的總電流。它們集成了多個(gè)低壓差線(xiàn)性（LDO）穩壓器、多個(gè)通用輸入輸出（GPIO）引腳、用于RGB LED的脈寬調制（PWM）驅動(dòng)器、電源和電源軌開(kāi)關(guān)、系統級監控以及顯示時(shí)鐘。目前一些先進(jìn)的器件擁有6MHz或者更高的開(kāi)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(guò)1MHz。這些PMIC也可有一個(gè)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行。

Charles Limonard，Dialog半導體公司產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理

也許對于系統設計師最為重要的是：當今的高集成度器件還帶有直觀(guān)的軟件工具，可以用來(lái)進(jìn)行試驗并對供電排序和控制的快速優(yōu)化，以及創(chuàng )造產(chǎn)品差異化的機會(huì )。而相同的工具可以用來(lái)設置動(dòng)態(tài)電壓范圍，這樣模擬電路為了實(shí)現高性能而只提供需要的電壓。這種能源管理的復雜程度在十年前也是無(wú)法想象的，但是如果沒(méi)有它，當今的許多消費者只好靠一個(gè)非常笨重的電池來(lái)使其最新玩意兒保持運行，抵消了這些設備重要的便攜性。

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

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