將電源管理融入便攜產(chǎn)品設(shè)計的血液

  筆者按：和摩托羅拉天津研究院院長劉建勇博士聊起由創(chuàng)意時代主辦的第六屆便攜產(chǎn)品設(shè)計與電源管理技術(shù)研討會時，關(guān)于會議的名字，劉博士很有些想法，他饒有興味的說：“別看產(chǎn)品設(shè)計與電源貌似是兩件事兒，合在一起看主題有點特別，但實則取得非常好，細(xì)細(xì)想來，在產(chǎn)品設(shè)計的初期就必須把電源管理考慮進去，就像考慮設(shè)計成本一樣。將電源管理融入便攜產(chǎn)品設(shè)計的血液，這是一種設(shè)計思路的轉(zhuǎn)變?！毕旅婢秃痛蠹乙黄鸱窒硪幌碌诹鶎帽銛y產(chǎn)品設(shè)計與電源管理技術(shù)研討會上呈現(xiàn)的最新電源管理技術(shù)和設(shè)計理念。

E-book電源設(shè)計策略

電子書無疑是目前便攜電子市場最熱門的應(yīng)用，那么電子書的最大競爭力和賣點是什么呢？電子書的電源設(shè)計應(yīng)該注意什么？電子書的屏幕如何實現(xiàn)與眾不同呢?怎樣實現(xiàn)電子書的超長待機時間呢？TI半導(dǎo)體事業(yè)部業(yè)務(wù)拓展工程師王軼就這些大家所關(guān)注的問題一一進行了分析探討。

王軼指出，E-book與其它電子產(chǎn)品的不同之處在于具有一個特殊的屏，在電子書斷電之后仍可顯示圖像，電子書最重要的就是屏。目前電子書的屏幕技術(shù)比較單一，要實現(xiàn)與其他廠商的差異化就必須保證電子書有很長的壽命，不會因時間久而老化。同時，產(chǎn)品的優(yōu)劣還可以通過液晶屏翻頁顯示的快慢來檢驗。在談到，E-book超長待機的設(shè)計考量時，王軼指出，TI E-reader最大的賣點是超長待機時間，最長可達(dá)三個月。

TI的TPS6518x系列E-INK 專用PMIC獨有Source Driver Supplies Tracking功能， 可以保證E-INK屏保持很長的使用壽命，減慢屏的老化速度。

關(guān)于鋰電池的電池管理，王軼則表示，鋰電池很好用，但是也會有危險，會產(chǎn)生各種各樣的爆炸。對與鋰電池的電池管理來說有幾個基于安全的考慮。第一，充電最佳溫度是0到45攝氏度，必須把溫度考慮到充電管理里面去。第二，充電時間，充電截止不可能說一點電都充不進去，所以需要注意什么時候要待機，一般充電是在二十分一C的時候就把它關(guān)掉。就充電過程來說，首先是電池電壓，如下圖所示，藍(lán)色的是電壓，紅色的是電流，如果電池介于2和3之間，這個時候需要注意。這叫雋流充電，慢慢給它充電，之后電壓會不斷地提高，等降到一定程度的時候，說明充電可以截止了。還有就是28定律，在充電的時候，只用20%到30%的時間就能把電池80%的充滿。
 

新一代OptiMOS滿足高效低耗需求

更高效地使用能源，也就是說消耗更少的電能，是確保未來能源安全的最有效的途徑，英飛凌一直致力于為工業(yè)、電信、消費類電子設(shè)備和家電等領(lǐng)域的產(chǎn)品提供高效的MOSFET解決方案。英飛凌資深應(yīng)用工程師張家瑞重點介紹了其新一代OptiMOS產(chǎn)品及解決方案。通過采用OptiMOS器件，便攜產(chǎn)品電源設(shè)計人員將能夠減少產(chǎn)品的用電量，降低其熱負(fù)載，甚至縮小其尺寸。

張家瑞指出，英飛凌的新一代OptiMOS是一次全面的效率提升。原先舊的產(chǎn)品切換比率高了以后，效率減少的幅度很大，但是對于新一代OptiMOS來說，效率減少的幅度很小，對于一些要求高功率，高切換率的器件OptiMOS是一個非常理想的選擇。[!--empirenews.page--]

在談到英飛凌MOSFET產(chǎn)品新的發(fā)展方向時，張家瑞表示，以英飛凌25V OptiMOS產(chǎn)品為例，就需要仰仗一些新的封裝方式來進行產(chǎn)品拓展。25V OptiMOS分立式器件采用三種封裝形式：SuperSO8、CanPAK和超小的S3O8封裝。S3O8封裝尺寸僅為3.3 毫米 x 3.3毫米。若采用S3O8封裝，一個六相轉(zhuǎn)換器的外形尺寸僅為1,120平方毫米，比另外兩種封裝分別縮小45%至 55%。

相對于采用低導(dǎo)通電阻溝槽技術(shù)和超低柵極電荷橫向MOSFET概念的器件，25V OptiMOS器件在能效優(yōu)值方面表現(xiàn)更為出色。在導(dǎo)通電阻相同的情況下，全新的OptiMOS 25V器件的柵極電荷，比采用最接近的溝槽工藝制造的器件低35%，而其輸出電荷比最佳的橫向MOSFET器件低一半。

電源管理——便攜產(chǎn)品設(shè)計的成功要素

在進行便攜式產(chǎn)品設(shè)計時，成功的關(guān)鍵要素有哪些呢？效率首當(dāng)其沖。對于便攜式產(chǎn)品來說，效率是非常關(guān)鍵的。你能提供越高的轉(zhuǎn)換效率就可以讓電池工作得時間越久，也可以滿足綠色能源設(shè)計。第二，所謂便攜必須要易于攜帶，產(chǎn)品要做得很小，從IC角度也要用很少的封裝來提供更小的能量。這個跟高效是分開的。要用很小的封裝，集成更多的功能。外圍元器件用得越少越好，芯片高度集成，也不需要用很多的電桿、電路。小巧非常重要。第三，安全，這一點無論是消費類電子，還是其他類電子，安全是很重要的。貨溫保護、反壓都是不可少的。第四，要易于使用和設(shè)計。易于設(shè)計，我的元器件要非常少，非常簡單。這四個是便攜式產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵因素。

AATI現(xiàn)場應(yīng)用工程部經(jīng)理毛錚再提出以上四大要素時將效率放在了考量的第一位。能源轉(zhuǎn)換效率的提升，得益于優(yōu)秀的電源管理設(shè)計。毛錚和現(xiàn)場數(shù)百名專業(yè)聽眾一起分享了AATI在電源管理上的最新技術(shù)和產(chǎn)品。此外，AATI過壓保護和動態(tài)充電管理，以及接口保護解決方案也激起了現(xiàn)場聽眾濃厚的興趣。