隨著電子產品的快速發展，各種各樣的電子產品越來越豐富
，尤其是便攜式的電子產品，MP3
、MP4、手機、便攜式DVD
、便攜式數字電視、便攜式車載自動導航係統GPS、便攜式筆記本電腦等等，並且他們的功能越來越強大
、越來越豐富，體積也越來越精巧，所以說便攜式電子產品的發展趨勢必將是更小、更輕和功能更強大。

namezaichanpintijibujiadashenzhijianxiaodeqingkuangxiaruhebaozhengjuyoufengfuqiangdagongnengchanpindedianchifangdianshijian？chanpindetijibujiadashenzhijianxiao
，yejiuyiweizhechanpinneizhidianchidetijihedianchirongliangbujiadashenzhijianxiao，huanjuhuajiushishuozaineizhidianchirongliangbujiadashenzhijianxiaodeqingkuangxiaruhequebaotonggongnenghuogengfengfuqiangdagongnengdechanpindedancifangdianshiyongshijian？namedaanzhiyou1個：更低功耗的設計。

比如市場流行時尚的電子產品便攜式DVD,隨著不斷增加的功能需求MP3、MP4
、Divx、USB、Card Reader、數shu字zi電dian視shi模mo塊kuai等deng等deng
，如ru何he在zai同tong樣yang甚shen至zhi更geng低di的de電dian池chi容rong量liang情qing況kuang下xia保bao證zheng產chan品pin在zai增zeng加jia這zhe些xie功gong能neng後hou的de放fang電dian使shi用yong時shi間jian不bu減jian少shao？這zhe從cong功gong耗hao觀guan點dian來lai看kan對dui我wo們men設she計ji人ren員yuan提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu，也ye將jiang變bian得de更geng加jia具ju有you挑tiao戰zhan性xing。當dang然ran節jie約yue就jiu是shi創chuang造zao，怎zen麼me樣yang能neng用yong最zui少shao的de能neng量liang來lai使shi整zheng機ji產chan品pin發fa揮hui出chu最zui大da的de效xiao能neng，這zhe也ye就jiu是shi低di功gong耗hao設she計ji的de意yi義yi所suo在zai。

下麵以便攜式DVD產chan品pin為wei例li，談tan一yi談tan在zai具ju體ti的de設she計ji中zhong怎zen麼me樣yang來lai優you化hua功gong耗hao電dian路lu設she計ji
，使shi其qi實shi現xian低di功gong耗hao。首shou先xian說shuo一yi下xia功gong耗hao的de概gai念nian
，功gong耗hao是shi所suo有you的de電dian器qi設she備bei都dou有you的de一yi個ge指zhi標biao，指zhi的de是shi在zai單dan位wei時shi間jian中zhong所suo消xiao耗hao的de能neng源yuan的de數shu量liang
，單dan位wei為weiW。

現在在便攜式DVD係統中主要包含以下4個部分：TFT液晶顯示屏、主板、機芯和電池，除主板以外的另外3個部件可以通過比較來選擇使用具有更低功耗的品牌部件；但是主板隻能通過具體的設計來降低功耗，主板共以下4個模塊：主芯片及其外圍電路、電源管理部分（包括TFT的電源管理部分）、yinshipinbufenhejixinmadaqudongbufen，zheqizhongzhuxinpianjiwaiweidianlumokuaihejixinmadaqudongmokuaizaidigonghaoshejifangmiantongguobijiaoxuanzejuyougengdigonghaodeqijianjiukeyi
，suoyidianyuanguanlibufenheyinpingongfangbufendedigonghaoshejizuiweiguanjianhezhongyao，dangranchanpinlimiandexitongruanjianduijiangdizhengjidegonghaoyeqizhezhongyaodezuoyong。xiamianwoxiancongdianyuanguanlibufenjiyinpinbufenlaijinxingshejiyouhuadechanshuhefenxi。

首先，對電源管理部分，這需要把外部電壓轉換為係統各芯片所需工作電壓的電壓轉換器件來實現。但是電源的轉換效率不可能達到100%

，zaizhuanhuanguochengzhongbidingcunzaigonglvsunhao，nawomenderenwujiushitongguojutideshejifenxilaixuanzedianyazhuanhuanxiaolvbijiaogaodeqijianlaijinliangdejianshaogonglvdesunhao。

我們可以采用低壓差線性穩壓器(LDO)
，電荷泵和基於電感的DC/DC轉換器將外來電壓轉換成係統所需的不同工作電壓。低壓差線性穩壓器(LDO)隻能將輸入電壓轉換為更低的輸出電壓。在實際應用中
，其功耗為P = (Vin - VOUT) * IOUT。當輸入與輸出電壓相差較大，且輸出電流也大的情況下，LDO本身消耗的功率就非常大，並產生相應的熱量。所以說LDO的效率在壓差較大輸出電流較大的時候效率是比較低的，LDO特別適合於低電流，壓差較小

，或對電源噪聲要求較高的場合；電荷泵采用電容來實現能量轉換，可實現反壓、倍壓和穩壓等變換，效率為80%左右。受電容容量及尺寸限製，電荷泵輸出電流和電壓都有限。DC/DC轉換器采用低阻抗的開關(如MOSFET)以及電感等儲能元件
，實現降壓和升壓等轉換。DC/DC轉換器減小了電壓變換過程中的功率損耗，效率高達90%以上。同時開關頻率很高，減小了外部電感和電容的尺寸。

通過對以上三種電壓變換器件的比較分析

，DC/DC轉換器的效率較高又能實現較大的電流輸出，所以是我們便攜式產品電源轉換的首選。所以在目前便攜式電子產品的設計中大量采用了DC/DC。在選擇DC/DC的de時shi候hou由you於yu各ge個ge公gong司si的de設she計ji不bu同tong在zai效xiao率lv上shang也ye有you所suo差cha異yi，這zhe就jiu需xu要yao我wo們men做zuo設she計ji的de在zai選xuan擇ze這zhe些xie器qi件jian的de時shi候hou一yi定ding要yao注zhu意yi其qi效xiao率lv的de高gao低di，有you必bi要yao我wo們men自zi己ji親qin自zi來lai測ce一yi下xia，在zai我wo們men的de工gong作zuo平ping台tai上shang有you沒mei有you效xiao率lv這zhe方fang麵mian的de優you勢shi。正zheng如ru上shang麵mian所suo說shuo的deLDO特別適合於低電流，壓差較小
，或對電源噪聲要求較高的場合，還有就是它有較明顯的價格優勢，如果采用輸出電流較大得DC/DC，對(dui)我(wo)們(men)的(de)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)來(lai)說(shuo)也(ye)是(shi)一(yi)種(zhong)浪(lang)費(fei)。這(zhe)也(ye)使(shi)得(de)我(wo)們(men)在(zai)設(she)計(ji)的(de)時(shi)候(hou)也(ye)要(yao)考(kao)慮(lv)在(zai)壓(ya)差(cha)和(he)電(dian)流(liu)都(dou)不(bu)大(da)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)來(lai)選(xuan)擇(ze)它(ta)，比(bi)如(ru)說(shuo)我(wo)們(men)係(xi)統(tong)中(zhong)用(yong)到(dao)的(de)1.8V，它對紋波的要求比較高且電流不大
，可以從3.3V通過降壓來實現，壓差也不大

，在這裏采用一顆LDOlaishixian。zaiyigejiushiyaojinliangxuanyonggongzuodianyajiaodidezhuxinpian
，yibanlaishuogongzuodianyadidexinpiangonghaoyehuixiangyingdejiangdi，suoyixuanyongdidianyagongzuodezhuxinpianyeyouzhuyugonghaodejiangdi。

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低功耗設計並不僅僅是為了省電，更多的好處在於降低了由於功耗的損失而產生的熱量，隨著設備溫度的降低，器件壽命則相應延長（半導體器件的工作溫度每提高10度
，壽命則縮短一半）

，同時由於電流的減小也減少了電磁輻射和熱噪聲的幹擾。

其次，對音頻部分來說
，主要是音頻放大器件(Audio Amplifier)，現有的功率放大器有A類
、B類、AB類和D類，這其中D類放大器的效率最高，A類、B類和AB類線性放大器輸出級都需要提供不小的偏置電流。其中A類放大器的效率最低一般不用。而D類放大器不需要偏置電流，所以具有較高的效率

，能夠大大延長電池壽命。所以在便攜式電子產品中D類放大器應該是最好的選擇。但是因為成本上現在D類放大器還沒有優勢，所以大部分的便攜式電子產品中還是采用的多是AB類放大器。下麵重點介紹一下AB類和D類放大器比較D類放大器的效率優勢。典型的AB類放大器效率最高隻能達到50-70%，而典型的D類放大器與之相比，效率可達85%
，尤其是在低功率輸出方麵D類放大器比AB類放大器能儲存更多的能量。即使是全功率或低功率輸出
，效率方麵也更為突出。基本的D類放大器理論（如圖1）是給定的小模擬信號作為功率放大器的輸入。功率放大器內部調製器將模擬轉換成數字信號（所以在某種意義上來說它是一種數字攻放）
，如脈寬調製(PWM)

，但dan它ta仍reng然ran是shi一yi個ge微wei弱ruo的de數shu字zi信xin號hao。然ran後hou，橋qiao接jie放fang大da器qi將jiang數shu字zi信xin號hao的de振zhen幅fu放fang大da。然ran後hou將jiang高gao幅fu度du數shu字zi信xin號hao轉zhuan換huan回hui模mo擬ni輸shu出chu。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia，放fang大da器qi就jiu可ke以yi完wan全quan工gong作zuo在zai開kai關guan狀zhuang態tai，在zai開kai關guan狀zhuang態tai晶jing體ti管guan的de效xiao率lv是shi很hen高gao的de
，因yin為wei在zai完wan全quan導dao通tong的de時shi候hou晶jing體ti管guan的de電dian流liu很hen大da
，但dan是shi電dian壓ya很hen小xiao；在zai截jie至zhi的de時shi候hou加jia在zai晶jing體ti管guan的de電dian壓ya很hen高gao
，但dan是shi流liu過guo得de電dian流liu很hen小xiao。同tong時shi在zai沒mei有you音yin頻pin信xin號hao時shi使shi晶jing體ti管guan完wan全quan工gong作zuo在zai截jie至zhi狀zhuang態tai

，這zhe樣yang就jiu可ke以yi盡jin量liang得de減jian少shao功gong率lv的de損sun耗hao
，使shi其qi工gong作zuo在zai高gao效xiao的de狀zhuang態tai。在zai這zhe裏li如ru果guo采cai用yong D類放大器則可以比AB類的效率提高一倍。這類放大器正在越來越多的被應用在便攜式產品中。在便攜式 DVD中已經被大量采用。

圖1 D類放大器理論圖

還有就是前麵提到了軟件對提高整機的效率也起著至關重要的作用，因為通過軟件對I/O口的控製來實現電源的有效控製
，對I/O進行設置

，使它隻在工作時消耗功率，比如對我們便攜式DVD TFT的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)部(bu)分(fen)來(lai)說(shuo)，關(guan)屏(ping)的(de)時(shi)候(hou)，最(zui)好(hao)可(ke)以(yi)把(ba)去(qu)屏(ping)的(de)所(suo)有(you)電(dian)壓(ya)都(dou)關(guan)掉(diao)，我(wo)們(men)現(xian)在(zai)有(you)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi)隻(zhi)將(jiang)高(gao)壓(ya)板(ban)產(chan)生(sheng)的(de)背(bei)景(jing)等(deng)的(de)高(gao)壓(ya)關(guan)掉(diao)，但(dan)是(shi)FAN5331產生的正負壓及其他屏的模塊需要的電壓還是在工作
，這就會造成不必要的功率損耗。現在我們可以通過I/O口直接控製FAN5331的始能端（EN）,這樣在關屏的時候直接將FAN5331關掉，這樣使整個屏的模組都處在關斷狀態，使消耗的功率達到最優化。

其他需要注意的地方就是：zaiwomendexitongzhongyouhenduoxinhaoxuyaoshanglahuozheshixiala，dangranxinhaoxuyaoshangxialadeyuanyinhenduo
，danyebushigegedouyaola。shangxialadianzulayigedanchundeshuruxinhao
，dianliuyejiujishiweianyixia，danlayigebeiqudongledexinhao，qidianliujiangdahaoanji。yourenrenweijialeshangxiala，zhexiexinhaodegongzuozhuangtaihuigengjiawending，danshizheshizhengjidegonghaoyesuizhizengjia。suoyizaishejideshihouyaogaoqingchunaxiexinhaoshibixuyaoshanglade
，ruguokeyibushangladejinliangbuyaoyong。

基於以上所說，這對我們設計者來說必須具備在有限的功率指標下實現更高電路性能的能力

，另外還要滿足基本的係統性能指標要求

、和he成cheng本ben目mu標biao要yao求qiu。我wo們men需xu要yao仔zai細xi分fen析xi係xi統tong中zhong所suo有you部bu件jian的de功gong率lv情qing況kuang，來lai進jin行xing合he理li的de選xuan擇ze硬ying件jian電dian路lu設she計ji所suo涉she及ji的de器qi件jian和he芯xin片pian

，提ti供gong出chu最zui好hao的de設she計ji方fang案an。

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