延长手机电池使用时间的FAN5902方案

2013-08-16 13:32 来源:电子信息网 作者:蒲公英

电池没电或者经常需要充电,哪一种更令人烦恼?现今手机(特别是智能型手机)在世界各地迅速普及,一周七天,一天二十四小时,人们随时都保持着联机的状态。消费者似乎总是没完没了地进行语音通话、收发电子邮件、发送短信和上网,永不知足。可是所有这些手机功能都会消耗电池电量,眨眼之间,电池就只剩 下一格电量了。如何才能延长手机的使用时间呢?当然,理论上只要使用较大的电池就能解决问题,但是用户总是希望手机越轻巧、越纤薄、越光滑越好,所以增大电池这个选择是用户所不能接受的。设计工程师不断研发提高功率管理性能的方法,并把焦点集中在对功耗影响最大的三个部份。在手机中,除基带处理器和射频收发器之外,最能消耗电量的三个部份分别是功率放大器(PA)、显示屏幕和应用/图像处理器。为什么这三个部份会成为焦点呢?原因在于:现在人们往往同时通话和上网,这时,显示屏幕总是处于开启状态;此外,PA必须一直工作,以便向基站发射语音通话和数据;最后,要观看网络影片或进行其它应用,应用处理器也 必须保持运行。

3G网络的PA在信号较弱时的功耗尤其大,因为它需要更大的输出功率才能连接到基站,并保持线性度要求以确保3G信号的不失真。3G PA的耗电量与输出功率有关,输出功率越大,电池中的电流也就消耗的越多。当发射信号需要更大的输出功率,则消耗更多的电流。目前市面上有两种可降低PA 耗电量的新技术:DC-DC转换器和包络跟踪 (envelope tracking)。DC-DC转换器在智能型手机中的运用日益广泛,它的工作原理是把3G PA的电源电压步降至既能够满足所需输出功率级要求、同时又能大大降低耗电量的级别。采用这种解决方案可带来双重好处――第一是延长通话/使用时间,第二 则是减少散热。飞兆半导体的FAN5902就是专门针对3G PA而设计的一款附有旁路模式的800mA、6MHz 降压DC-DC转换器,可以降低功耗,延长连接/通话时间。

FAN5902与基带处理器和3G PA协同工作以降低耗电量。基带处理器会根据它从基站接收到的信息来设定PA的输出功率等级,然后再将之转换为FAN5902的控制电压,输出给PA。借 着动态地调节PA的电源电压和电流,FAN5902能够延长至少15%的手机通话和数据使用时间。

显示屏幕是在PA之后的第二大主要耗电部件,因为使用者无论是查询或搜寻联络信息、上网浏览、阅读电子邮件还是观赏移动电视/ YouTube?影片,显示屏幕总是处于开启的状态。TFT LCD是目前主要的显示技术,而它需要白光LED来提供背光。这种趋势在尺寸较大的LCD显示屏幕市场比较明显,故意味着需要较多的白光LED来为显示屏 幕提供有效的背光,也就意味着需要为LED和显示屏幕本身提供更大的电流。在高端手机和智能型手机中,同时采用动态背光控制(dynamic backlight control, DBC)和自动调光功能(auto luminous control, ALC)不仅可以使耗电量尽量减小,还能提升用户的视觉体验。ALC需要采用一个环境光传感器(ambient light sensor)来检测周围环境的光强度,并根据程序在LED驱动器或应用处理器中的算法来设定LED电流。

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手机电池 FAN5902

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