[圖文]便攜式設(shè)備電源管理的革新

    訪德州儀器便攜式電源產(chǎn)品總監(jiān)Dave Heacock 和模擬產(chǎn)品銷售經(jīng)理王劍

    最近一兩年來，“不景氣”似乎是電子行業(yè)人士經(jīng)常掛在口頭的一句話，但是在嵌入式系統(tǒng)和便攜式設(shè)備領(lǐng)域，人們看到的依然是飛速增長的速度和推陳出新的產(chǎn)品。在消費者購買便攜式設(shè)備或手機的時候，電池壽命和便攜式設(shè)備的待機和使用時間，往往是除產(chǎn)品功能外最重要的參考因素。因此，設(shè)計人員對低功耗、高性能、體積小巧的便攜式電源系統(tǒng)的需求愈來愈高，同時，他們還需要芯片廠商能提供高集成、高智能與高易用性的電源管理芯片。

　　德州儀器(TI)一直是便攜式電源管理芯片方面領(lǐng)導(dǎo)者，為此，本站記者于近日采訪了該公司便攜式電源管理產(chǎn)品總監(jiān) Dave Heacock 和模擬產(chǎn)品銷售經(jīng)理王劍。資歷比較老一些的電子工程師都知道原來在電源管理方面比較有名Benchmarq和Unitrode公司，在1998年，Unitrode收購了Benchmarq, 不久，Unitrode又被德州儀器收購。Dave Heacock當(dāng)時就是Benchmarq公司的總裁，目前在德州儀器專門負責(zé)電源管理產(chǎn)品線。

　　Dave Heacock介紹說，電源系統(tǒng)設(shè)計一直是整體應(yīng)用設(shè)計中一個十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，對便攜式應(yīng)用更是如此。到目前為止，投放到市場中的便攜式電源產(chǎn)品已達到30多個類別，而到了2006年， 預(yù)計全球便攜式電源管理IC市場將實現(xiàn)更大突破。TI擁有這方面的關(guān)鍵技術(shù)與制造工藝，可以為設(shè)計人員提供了最全面、最先進的便攜式電源管理IC產(chǎn)品系列，幫助他們最大程度地簡化電源設(shè)計和降低開發(fā)時間與成本。王劍另外補充，用戶的需求，就是該公司創(chuàng)新的目標(biāo)，廠商要以高集成度、高智能化和設(shè)計簡便的電源管理IC幫助設(shè)計人員開發(fā)出更豐富的應(yīng)用，使便攜式應(yīng)用更為個性化、性能更完善、并且具有更長的電池使用壽命。

　　Dave Heacock和王劍向記者展示了兩款TI推出的最新電源管理芯片 bqTINY II 和 bqJunior。其中bqTINY II是一款外形尺寸極小且集成度很高的一節(jié)鋰離子（Li-Ion）和鋰聚合物（Li-Pol）電池充電器, 特別值得一提的是，它不但可以通過AC轉(zhuǎn)換器對便攜式設(shè)備進行充電，還是通過USB對PDA, 手機，數(shù)字相機等設(shè)備進行充電，這樣，當(dāng)用戶的便攜式設(shè)備通過USB和PC機進行數(shù)據(jù)交換或者運算同時，還可以從PC上對便攜式設(shè)備直接進行充電，為用戶提供了極大的方便，并節(jié)約了充電的時間。

　　bqTINYⅡ系列電池充電器具有自動的電源選擇、功率場效應(yīng)管（FET）和電流檢測器、高精度的電流和電壓調(diào)節(jié)、充電狀態(tài)指示和終止功能, 而所有這些功能都集成在一塊硅芯片上。在USB配置中，主設(shè)備（如PDA或蜂窩電話）能夠在兩種預(yù)定的充電率（100mA和500mA）之間進行選擇。在AC適配器配置中，集成功率FET允許高達1A的充電電流。一個具有可編程電流調(diào)整點的集成電流檢測器可提供設(shè)計的靈活性并免除增設(shè)占用空間的外部檢測電阻器的需要。

　　另一款產(chǎn)品是bqJunior，它的突出特點是可實現(xiàn)電池剩余電量和系統(tǒng)運行時間的計算。目前電池容量檢測芯片一般都采用電壓作為容量計算的參數(shù)，然而，電池提供的電壓受外部環(huán)境溫度，充放電時間和次數(shù)的影響較大，因此對于剩余電量的估算都不十分準(zhǔn)確。與標(biāo)準(zhǔn)的電池監(jiān)測器不同，bqJunior能夠通過對電池放電率和溫度的變化來對剩余的電池容量和運行時間的計算進行校正。由于該器件執(zhí)行的是算法和數(shù)據(jù)集的計算，因此無需開發(fā)和采用代碼在主系統(tǒng)處理器中執(zhí)行那些任務(wù)，這有助于減少開發(fā)時間和總運行成本。

　　bqJunior型電池電量測量芯片具有一個內(nèi)部處理器，用來計算電池的剩余電量和系統(tǒng)運行時間（至電池電量耗盡的時間）。該器件采用一個集成化的低偏移電壓-頻率轉(zhuǎn)換器（VFC），電池的充電和放電電流的測量誤差在1%以內(nèi)。設(shè)置于該IC上的一個單獨的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）用來測量電池電壓和溫度。利用這些測量數(shù)據(jù)，bqJunior通過一個經(jīng)過驗證的算法來精確計算出電池的剩余容量和系統(tǒng)運行時間。

　　主系統(tǒng)處理器只需通過讀取bqJunior中的數(shù)據(jù)就可以得到電池剩余電量、系統(tǒng)運行時間等電池管理的重要信息，其中包括：剩余電量、平均電流、溫度、電壓以及至電池電能耗盡和充滿電的時間。bqJunior采用一個單線通信端口（HDQ協(xié)議）來把數(shù)據(jù)集傳送至系統(tǒng)主控制器。

　　目前，bqTINY已經(jīng)在市場上得到了應(yīng)用，bqJunior也已經(jīng)陸續(xù)獲得定單。遵循TI一貫的風(fēng)格，這兩個系列都是通用性產(chǎn)品，可以應(yīng)用于不同的系統(tǒng)中。同時，它們也兼顧了個性化定制特性和功能的完善性，其最終目的，是為了讓便攜式系統(tǒng)電源管理更加精確，效率更加提高，從而使終端產(chǎn)品能獲得更長的使用時間。