低功耗引領(lǐng)電子設計與電源技術(shù)新潮流

　　消費者對電子產(chǎn)品要求越來(lái)越高，除了產(chǎn)品的性能外，人們也越來(lái)越關(guān)注功耗情況。作為電子產(chǎn)品制造商，必須提供擁有最先進(jìn)的性能，低功耗能運行更長(cháng)時(shí)間的產(chǎn)品，滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。低功耗正在引領(lǐng)電子設計與電源技術(shù)的新潮流，探索低功耗的電源管理技術(shù)，提供切實(shí)可行的解決方案，將是全球相關(guān)行業(yè)共同面臨的機遇和挑戰。

　　“數字”產(chǎn)品將電源設計重新定義

　　為了幫助業(yè)內人士了解低功耗設計技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展趨勢，給家電制造商、終端電子產(chǎn)品制造商、消費電子制造商、半導體芯片供應商、整體解決方案提供商及相關(guān)研發(fā)設計人員提供一個(gè)相互交流與探討的機會(huì )，中國電子商會(huì )、北京睿嘉德信息管理咨詢(xún)有限公司和北京電源行業(yè)協(xié)會(huì )在“CIPSE&IFPST 2007第六屆中國國際電源產(chǎn)業(yè)展覽會(huì )暨第六屆中國國際電源科技產(chǎn)業(yè)論壇”期間聯(lián)合舉辦了“2007國際低功耗設計研討會(huì )”。研討會(huì )上各大半導體公司如ADI、英飛凌、NXP等就數字電視、機頂盒以及消費電子、移動(dòng)通信終端等產(chǎn)品低功耗電源系統設計等進(jìn)行了深入探討。

　　目前，數字化正在引領(lǐng)消費電子新潮流，眾多以“數字”冠名的消費電子產(chǎn)品如數字機頂盒、數字電視和數碼錄像機等，正迫切期待電源管理半導體技術(shù)以全面革新的面孔迎合需求。據IDC預測，全球數字機頂盒和數字電視半導體生產(chǎn)規模2008年將達到93億美元，年復合增長(cháng)率為25%?？梢哉f(shuō)，每一個(gè)向數字化轉變的產(chǎn)品都將使電源管理半導體的設計重新定義，同時(shí)促進(jìn)電源管理技術(shù)蓬勃發(fā)展。

　　美國模擬器件公司(ADI)翟至鈞博士認為，從便攜式產(chǎn)品電源管理的發(fā)展趨勢來(lái)看，需要考慮這樣如下幾個(gè)問(wèn)題：首先是電源設計必須要從成本、性能和產(chǎn)品上市時(shí)間等整個(gè)系統設計來(lái)考慮；其次，便攜產(chǎn)品日趨小巧薄型化，必須考慮電源系統體積小、重量輕的問(wèn)題；另外，選用電源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪聲、抗干擾、低功耗、突破散熱瓶頸，延長(cháng)電池壽命。翟博士認為，選用具有新技術(shù)的電源芯片，將新的電源芯片應用于新的設計方案中去，是保證新產(chǎn)品先進(jìn)性的基本條件，也是便攜產(chǎn)品電源管理的永恒追求。

　　低功耗解決方案不斷出新

　　便攜產(chǎn)品電源設計需要系統級思維，在開(kāi)發(fā)由電池供電的設備時(shí)，諸如手機、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗產(chǎn)品，如果電源系統設計不合理，則會(huì )影響到整個(gè)系統的架構、產(chǎn)品的特性組合、元件的選擇、軟件的設計和功率分配架構等。

　　NXP中國市場(chǎng)經(jīng)理徐波認為，2G到3G，人們對移動(dòng)設備概念正在發(fā)展轉變。2G以通話(huà)為主，耗電主要集中于RF和基帶處理以及音頻功率放大器部分。3G可以說(shuō)是網(wǎng)絡(luò )時(shí)代，MP3、MP4、視頻手機電視可視通話(huà)數據服務(wù)耗電大大增加。不難發(fā)現，更大的電池容量PK更高的集成度正在手機領(lǐng)域上演。

　　從事手持設備設計開(kāi)發(fā)的公司，無(wú)不將低耗電視為首要的設計之一，而對于任務(wù)繁重的3G手機來(lái)說(shuō)，省電更是必須嚴陣以待的事情。目前各大半導體廠(chǎng)商都在致力于發(fā)展自己的低功耗技術(shù)。IDT流量控制管理部副總裁兼總經(jīng)理Thomas Brenner表示，高端手機消費者需要非?？斓南螺d速度和高質(zhì)量的回放。然而，這種速度和質(zhì)量的實(shí)現不能以消耗電池為代價(jià)?！拔覀儼l(fā)現基帶和應用處理器之間的這種接口是一個(gè)主要的性能瓶頸，也會(huì )增加電池消耗。顯然，需要一個(gè)新的互聯(lián)架構解決這個(gè)問(wèn)題，所以我們與該應用領(lǐng)域的領(lǐng)先高端手機制造商和卓越的處理器供應商緊密合作，推出了M2I，M2I架構可通過(guò)采用同步時(shí)鐘方法實(shí)現高性能和低電池消耗?！盩homas Brenner介紹。

　　ADI推出的兩款D類(lèi)頻放大器SSM2301(單聲道)和SSM2304(立體聲)，特別針對手機、便攜式游戲機、MP3播放器、筆記本電腦和手持媒體設備對小尺寸和電池供電低功耗的需求。這兩款D類(lèi)放大器通過(guò)將功耗降到最低以適合有效驅動(dòng)手持或便攜式消費類(lèi)應用中的揚聲器。

　　美信(Maxim)推出的低功耗并具備同時(shí)監測4路電壓能力的電壓監測器MAX6782和MAX6790，可用于為單節鋰離子電池或多節堿性、NiCd和NiMH供電的設備提供電壓監測。各通道的電壓監測精度高于1%，這可使電池在進(jìn)行更換或充電之間的運行時(shí)間更長(cháng)。

　　恩智浦(NXP)半導體推出的一款新型芯片TEA5766，透過(guò)這款芯片，手機制造商可以在新產(chǎn)品設計中整合具有無(wú)線(xiàn)數據系統(RDS)功能的FM Radio。

　　Strategy Analytics預測，消費者對手機中整合FM Radio功能的需求將不斷成長(cháng)，到2010年，全球手機銷(xiāo)售量中有45%的手機將內建有FM Radio功能。

　　手機電源設計涉及到很多專(zhuān)業(yè)技巧。尤其是智能手機快速升級，處理器所負荷的功能越來(lái)越多，功耗也越來(lái)越大。加上系統功能復雜，電源負載變化不定，這更增加了電源設計的難度。專(zhuān)家認為，通信產(chǎn)品日新月異，手機對很多人來(lái)說(shuō)都不光是“電話(huà)”這么簡(jiǎn)單了。今天的手機普遍都帶有多媒體播放、攝像頭、筆記本以及多通信制式和多頻段通話(huà)、通信功能。小小的一部手機其實(shí)已集成了多種獨當一面的高科技精華在內。無(wú)論電源技術(shù)如何繼續發(fā)展，低功耗將會(huì )是工程師永遠的設計指導方向。在低功耗電源設計中，電源精確度、省電模式等，都是設計工程師將要面臨的問(wèn)題。