PMU:那顆手機(jī)中的千斤頂
四核時(shí)代的手機(jī)玩家們最想要什么?Exynos 5 Octa或者Snapdragon 600?5寸甚至更大的全高清屏幕?別傻了,沒有一塊大容量電池這些再好也沒用。5年前我們用諾基亞的時(shí)候800mAh的電池可以幾天一充,現(xiàn)在2000mAh以上的手機(jī)還得掛個(gè)“尿袋”。為了延長手機(jī)續(xù)航時(shí)間,喬布斯對Flash說了不,谷歌拋出了Android 4.2,但所有這些,或許都不如一個(gè)小小電路能夠更直接改善用戶在手機(jī)電源上獲得的體驗(yàn)。
經(jīng)過數(shù)次核戰(zhàn)爭的洗禮,智能手機(jī)處理器效能已經(jīng)非常powerful了,然而管控手機(jī)內(nèi)部電流卻成了新的難題(核心數(shù)和電流之間的關(guān)系見下圖)。在多核的情況下,原先手機(jī)內(nèi)的電路設(shè)計(jì)已經(jīng)難以承載電流接近10倍的放大。而像Exynos 5 Octa這樣的big.LITTLE芯片,4核A7承載了大部分日常應(yīng)用,一旦加載游戲應(yīng)用就要轉(zhuǎn)到4核A15,這個(gè)瞬態(tài)響應(yīng)的過程將會出現(xiàn)一個(gè)更大的峰值電流。最終,制造商們就要通過更加強(qiáng)勁的電源管理單元(Power Management Unit, PMU)來保證手機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。
事實(shí)上,PMU并非只是出現(xiàn)在手機(jī)中,也同樣被用于筆記本和MP3,在汽車電子、家用電器、LED照明中等領(lǐng)域都可看到PMU的身影。但出于成本控制等原因,手機(jī)從功能機(jī)變成了智能機(jī),電源控制的提升卻還沒達(dá)到一個(gè)比較智能化的水平。
就拿目前還比較常見的手機(jī)充電線性模式來說吧,這種模式不僅是慢,低電壓下的低充電效率,使得手機(jī)掉電又想馬上連線開機(jī)的用戶抓狂。要縮短充電時(shí)間并非沒有辦法,比如把充電電流提升一倍到2A。但是這樣一來,一次充電的損耗將達(dá)到3-4W,手機(jī)充完電立馬就變成了燙手山芋。
今年各大廠商推出的新型PMU,則實(shí)現(xiàn)了充電中的電流轉(zhuǎn)換,不僅充電電流一舉突破2A,而且充電效率上升了50% ,充電后的手機(jī)升溫相應(yīng)減半。由于充電過程是動(dòng)態(tài)的,因此時(shí)間也大幅縮短。
除了電流轉(zhuǎn)換,新的技術(shù)中還提供了補(bǔ)償損耗的措施。我們知道,當(dāng)電池離充滿只剩下1%左右的時(shí)候,手機(jī)會進(jìn)入涓流充電模式,時(shí)間約半小時(shí)。但是如果此時(shí)PMU適當(dāng)升壓,比如把4V的充電電壓微升為4.1V,就可以抵消一部分內(nèi)部損耗,這樣將手機(jī)充滿的時(shí)間也同樣被縮短了。
值得一提的是,原有的電池計(jì)量模式不久后也將完全改變。一般來說,隨著手機(jī)電池使用時(shí)間的累積,電池的滿載電壓會不斷降低,這時(shí)候手機(jī)中顯示的電池電量將變得非常不準(zhǔn)確。PMU廠商們正逐步實(shí)現(xiàn)這一顯示的智能化,不僅解決電池老化后容量顯示的失真,還要提供更為直觀的提示方案,即告知用戶目前3G電話還能打多久,游戲還能玩多少個(gè)小時(shí)。
或許我們還得提著“尿袋”上街,但是下次起碼不會尿急了。