技術大牛分享:智能移動設備的設計技巧
發布時間:2015-03-18 責任編輯:sherryyu
【導讀】要提高移動設備電源的續航能力,首先需要開源,也就是增大電池容量;其次是需要節流,以求降低功耗、提高效率;再zai進jin一yi步bu,就jiu需xu要yao係xi統tong能neng夠gou隨sui時shi了le解jie電dian池chi容rong量liang狀zhuang況kuang並bing以yi此ci為wei依yi據ju自zi動dong調tiao整zheng係xi統tong的de工gong作zuo狀zhuang態tai,在zai保bao證zheng係xi統tong基ji本ben服fu務wu的de情qing況kuang下xia盡jin可ke能neng避bi免mian不bu必bi要yao的de消xiao耗hao,這zhe也ye可ke以yi被bei歸gui入ru降jiang低di消xiao耗hao的de範fan疇chou,隻zhi是shi更geng智zhi能neng一yi些xie。
yidonghulianwangshidaidelailincushiyidongzhongduanchanpindeguimochenghuosuzengchangzhishi,ranerzhongduandaijishijianduandengruanleizaigeidianyuanshejiyezhedailaitiaozhandetongshi,yeweixingyedepengbofazhantigonglexinqiji。weici,dianzifashaoyouteyaoli錡kejiyouxiangongsizhuananjinglizhenggang,yuqigongtanzhinengyidongshebeizhongdianyuandeshejijiqiaoyuweilaidefazhanfangxiang。
電源續航能力設計三大改進
鄭剛指出,要提高移動設備電源的續航能力,首先需要開源,也就是增大電池容量;其次是需要節流,以求降低功耗、提高效率;再zai進jin一yi步bu,就jiu需xu要yao係xi統tong能neng夠gou隨sui時shi了le解jie電dian池chi容rong量liang狀zhuang況kuang並bing以yi此ci為wei依yi據ju自zi動dong調tiao整zheng係xi統tong的de工gong作zuo狀zhuang態tai,在zai保bao證zheng係xi統tong基ji本ben服fu務wu的de情qing況kuang下xia盡jin可ke能neng避bi免mian不bu必bi要yao的de消xiao耗hao,這zhe也ye可ke以yi被bei歸gui入ru降jiang低di消xiao耗hao的de範fan疇chou,隻zhi是shi更geng智zhi能neng一yi些xie。
同(tong)時(shi),電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)增(zeng)大(da)以(yi)後(hou),充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)會(hui)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)被(bei)人(ren)關(guan)注(zhu)的(de)問(wen)題(ti),能(neng)在(zai)電(dian)池(chi)可(ke)以(yi)接(jie)受(shou)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)盡(jin)可(ke)能(neng)快(kuai)地(di)將(jiang)電(dian)池(chi)充(chong)滿(man)總(zong)是(shi)讓(rang)人(ren)愉(yu)悅(yue)的(de),於(yu)是(shi)能(neng)夠(gou)將(jiang)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)放(fang)大(da)的(de)Buck架構開關型充電IC應運而生。通常情況下,這些Buck架構的開關型充電IC還具有逆向供電的功能,它們能在需要時將電池電壓提升後送到充電接口上供連接在這裏的設備使用,是支持USB-OTG應用的絕佳方案。
還(hai)有(you)一(yi)些(xie)係(xi)統(tong)是(shi)需(xu)要(yao)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)才(cai)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de),當(dang)使(shi)用(yong)電(dian)池(chi)直(zhi)接(jie)對(dui)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)供(gong)電(dian)時(shi),電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)下(xia)降(jiang)到(dao)某(mou)個(ge)設(she)定(ding)值(zhi)以(yi)後(hou)就(jiu)不(bu)得(de)不(bu)關(guan)機(ji),而(er)這(zhe)時(shi)電(dian)池(chi)裏(li)其(qi)實(shi)還(hai)存(cun)有(you)很(hen)多(duo)沒(mei)有(you)被(bei)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)能(neng),如(ru)果(guo)能(neng)在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong)加(jia)入(ru)能(neng)對(dui)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)進(jin)行(xing)適(shi)當(dang)變(bian)換(huan)使(shi)係(xi)統(tong)能(neng)在(zai)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)較(jiao)低(di)時(shi)也(ye)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)電(dian)源(yuan)轉換器件,電池的續航能力就得到了進一步提升,有這方麵需求的用戶也可向立錡尋求幫助。
鋰離子電池應用的安全策略
在鋰離子電池的應用中,保護IC是shi必bi須xu使shi用yong的de,它ta的de作zuo用yong是shi作zuo為wei鋰li離li子zi電dian池chi保bao護hu的de最zui後hou一yi道dao關guan卡ka來lai使shi用yong的de,在zai沒mei有you出chu現xian最zui壞huai情qing況kuang時shi並bing不bu會hui發fa揮hui其qi功gong用yong,但dan因yin此ci而er不bu使shi用yong保bao護huIC就可能得不償失了。除了必須要加入保護環節,要想確保安全地使用鋰離子電池,我們還需要考慮得更多。鄭剛表示:“采用符合電池特性的正確充電策略是確保安全的最重要措施。”一般情況下,隻要按照電池的規格來設定充放電電流、電(dian)壓(ya),使(shi)用(yong)常(chang)規(gui)的(de)三(san)階(jie)段(duan)充(chong)電(dian)策(ce)略(lve)就(jiu)已(yi)足(zu)夠(gou)保(bao)證(zheng)充(chong)電(dian)安(an)全(quan),但(dan)在(zai)某(mou)些(xie)特(te)殊(shu)狀(zhuang)況(kuang)下(xia),使(shi)用(yong)固(gu)定(ding)的(de)充(chong)電(dian)參(can)數(shu)已(yi)經(jing)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)安(an)全(quan)的(de)需(xu)要(yao),這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)對(dui)某(mou)些(xie)參(can)數(shu)進(jin)行(xing)動(dong)態(tai)的(de)修(xiu)改(gai),例(li)如(ru)我(wo)們(men)需(xu)要(yao)對(dui)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)進(jin)行(xing)修(xiu)改(gai)以(yi)符(fu)合(he)安(an)全(quan)的(de)需(xu)要(yao)。這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)通(tong)常(chang)發(fa)生(sheng)在(zai)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)、電池溫度發生變化的時候,因為常規的電池並不適合在溫度過高、過低的情況下使用,當遇到這樣的狀況時,我們需要降低電池的充電電流和電壓以確保安全,避免造成電池的損傷。
tongshi,zhengganghaizhichu,duidianchizaifangdianguochengzhongdebaohu,zhuyaodefangfashibuyaozaichaochudianchifuzainenglideqingkuangxiagongzuo,qishixiantongchangshiyouyonghuzaishejishitongguohelixuanzedianchiguige、盡jin可ke能neng使shi用yong高gao效xiao的de電dian源yuan轉zhuan換huan器qi件jian來lai達da成cheng的de。通tong過guo偵zhen測ce電dian池chi荷he電dian狀zhuang況kuang,實shi時shi停ting止zhi係xi統tong工gong作zuo以yi防fang範fan電dian池chi的de過guo度du放fang電dian,也ye是shi係xi統tong設she計ji者zhe應ying該gai承cheng擔dan起qi的de責ze任ren。在zai此ci過guo程cheng中zhong,我wo們men能neng做zuo的de隻zhi能neng是shi向xiang設she計ji者zhe提ti供gong符fu合he其qi期qi望wang的de合he適shi器qi件jian和he方fang案an。
目前在鋰離子電池使用方麵比較典型的一類產品是移動電源,市場上為之提供解決方案的廠商有很多。“立錡將整個係統所需要的功能都集成在單一芯片上,各種保護功能也一應俱全,為用戶提供了完美的解決方案。”鄭剛進一步指出,這種產品的第一代已在客戶端大量使用,第二、三(san)代(dai)產(chan)品(pin)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)向(xiang)用(yong)戶(hu)送(song)樣(yang)測(ce)試(shi),並(bing)且(qie)得(de)到(dao)了(le)普(pu)遍(bian)的(de)好(hao)評(ping)。在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)係(xi)統(tong)中(zhong),即(ji)便(bian)是(shi)我(wo)們(men)的(de)充(chong)放(fang)電(dian)係(xi)統(tong)已(yi)經(jing)做(zuo)到(dao)了(le)最(zui)好(hao),但(dan)由(you)於(yu)電(dian)池(chi)的(de)安(an)全(quan)性(xing)問(wen)題(ti)實(shi)在(zai)是(shi)太(tai)重(zhong)要(yao),鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)的(de)最(zui)後(hou)一(yi)道(dao)防(fang)護(hu)關(guan)——鋰li離li子zi電dian池chi保bao護hu,仍reng是shi不bu可ke缺que少shao的de,當dang所suo有you的de外wai部bu措cuo施shi都dou失shi效xiao時shi,就jiu靠kao這zhe一yi層ceng對dui電dian池chi提ti供gong最zui後hou的de保bao護hu了le,使shi用yong者zhe切qie勿wu為wei了le降jiang低di成cheng本ben而er省sheng略lve了le它ta。
作為IC設計公司,除了要在產品的功能、xingnengcanshuguigeshangmanzuyonghushiyongzhongdeyaoqiuwai,zhuzhongchanpindekekaoxingbingbuduantishengshigengzhongyaodefangmian。muqian,li錡suotigongdechanpinyicongchuantongdeshangyongguigexianggongyeguigehecheyongguigefazhan,yiyouhenduochanpintongguoxiangguanderenzhengbinghuodexiangguanxingyeyonghuderenkeheshiyong,jikuodaleli錡zijideshichangkongjian,yeyongyoulegengduodefuwukehudejihui。
電源內層結構設計新亮點
據ju鄭zheng剛gang介jie紹shao,麵mian對dui智zhi能neng移yi動dong設she備bei市shi場chang的de發fa展zhan,立li錡錡科ke技ji在zai這zhe幾ji年nian中zhong通tong過guo技ji術shu改gai造zao提ti升sheng了le公gong司si的de研yan發fa實shi力li,在zai人ren員yuan培pei養yang上shang一yi點dian都dou沒mei有you放fang鬆song,已yi經jing具ju有you了le在zai短duan時shi間jian內nei同tong時shi開kai發fa眾zhong多duo大da型xing項xiang目mu的de能neng力li,將jiang其qi在zai傳chuan統tongPC領域的優勢擴展至筆記本電腦、平板電腦和智能手機等應用中,成為了眾多國際大廠的密切合作夥伴。
麵對眾多全新的需求,內層結構該如何優化呢? 鄭剛表示,一方麵,工藝上的不斷進步使得單位麵積上能夠集成的東西越來越多,能夠實現的功能和性能指標不斷提升。另一方麵,MCU、OTP和MTP等(deng)可(ke)編(bian)程(cheng)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)使(shi)單(dan)一(yi)產(chan)品(pin)滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)用(yong)戶(hu)需(xu)求(qiu)的(de)能(neng)力(li)得(de)到(dao)提(ti)升(sheng),先(xian)進(jin)的(de)控(kong)製(zhi)架(jia)構(gou)的(de)性(xing)能(neng)越(yue)來(lai)越(yue)好(hao),封(feng)裝(zhuang)也(ye)向(xiang)多(duo)元(yuan)化(hua)發(fa)展(zhan),晶(jing)圓(yuan)級(ji)封(feng)裝(zhuang)和(he)倒(dao)裝(zhuang)技(ji)術(shu)逐(zhu)漸(jian)成(cheng)為(wei)主(zhu)流(liu),在(zai)縮(suo)小(xiao)體(ti)積(ji)的(de)同(tong)時(shi),性(xing)能(neng)表(biao)現(xian)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)好(hao)。

多相式DC-DC降壓轉換器可有效解決電源大電流供應問題
當我們詢問立錡是如何應對小型移動設備圖像處理器的大電流需求時,鄭剛解釋道:“與PC的CPU和圖像處理器動輒幾十A、上百A的電流需求相比,小型移動設備圖像處理器的電流需求真的不算什麼,不同的是它們的工作電壓、負載線需求和對集成度的需要是不一樣的,調節方式也會有所不同。與這樣的需求相對應,立錡的工藝、設計、控製技術和封裝等也在相應地進步以作配合,在產品開發方麵也是收獲滿滿。以英特爾的DT 與 AIO Skylake 平台的VCORE供電為例,這些都是移動平台的耗電大戶,立錡科技是獲得英特爾認證的唯一廠商,沒有相關的能力是做不到的。”
mianduihulianwangshidaicuishengchulaidejudashangji,keyiyujiandaoyidongshebeideshichangqianjingshifeichangguangmingde,xiangguandechangshangmenzhengzaiquanlichuji,fenzhanzaiyigeyouyigedianzishichangshang。li錡kejiyejiangchixunulibazuihaodechanpinhefuwutigonggeikehu,weicishichangdechengchangtigongyuanyuanbujindedongli。
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