استخدم دائرة متكاملة بسيطة لإطالة عمر بطارية هاتفك

Awdur: Iflowpower - Mofani oa Seteishene sa Motlakase se nkehang

إن تقليل استهلاك الطاقة في الهاتف المحمول وإطالة عمر البطارية هو هدف كل مهندس تصميم هواتف محمولة. ويضيف مهندسو التصميم باستمرار مشغلات MP3 والكاميرات ومقاطع الفيديو الكاملة مثل الهواتف المحمولة الحديثة، وهو ما سيستمر في تقليل استهلاك الطاقة. تقليل جهد مصدر الطاقة لشريحة الهاتف المحمول المهمة (مثل شريحة النطاق الأساسي التناظرية وشريحة النطاق الأساسي الرقمية) - قد يكون 2.

8 فولت أو حتى 1.8 فولت - طريقة لتقليل استهلاك الطاقة. ولكن عندما يتعين على مهندس التصميم الاحتفاظ بشريحة دعم واحدة أو أكثر ذات جهد إمداد مرتفع، فهناك مشكلة.

الأمر الأكثر شيوعًا هو أن الوظيفة الإضافية للهواتف الذكية ستكون أعلى. ومن الأمثلة على ذلك نغمة رنين السلسلة، حيث أن نطاق ذروة الإشارة الصوتية يبلغ حوالي 3.2 فولت، وبالتالي فإن الدائرة التي تحدث وتنقل هذه النغمات هي عادة 4.

جهد مصدر الطاقة 2 فولت. بهذه الطريقة، تحدث المشاكل على مستوى الواجهة بين النطاق الأساسي ودوائر النغمات. ولتوضيح هذه المشكلة، يجب علينا استخدام مفتاح تناظري لتبديل الصوت أو نغمة الرنين إلى مكبر الصوت كمثال.

من أجل تحويل هذين النوعين من الدوائر على نفس الكتلة (PCB)، يتم استخدام استهلاك الطاقة، أو يتم استخدام مفتاح تناظري محرك المنطق الرقمي منخفض الجهد في شريحة النطاق الأساسي. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الطريقة الأخيرة قد تفقد استهلاك الطاقة التي تم الحصول عليها من شريحة النطاق الأساسي لتقليل جهد مصدر الطاقة، لأنه عندما يعمل المفتاح التناظري في الوضع غير المثالي، سيكون هناك الكثير من تيار التروية. إحدى الطرق البسيطة لحل هذه المشكلة هي تغيير المنطق الرقمي من شريحة النطاق الأساسي للحفاظ على شريحة النطاق الأساسي لتوفير الطاقة باستخدام 1.

الجهد 8 فولت، ولكن هذه الطريقة يجب أن يكون الجهد العالي للسائق يجب أن يعمل عند جهد أعلى. أي شريحة في هاتفك. ولكي نوضح هذه الطريقة بشكل أكبر، وكيفية تسوية المحول، دعونا نرى أين يتدفق التيار فعليًا.

كما هو موضح في الشكل 1، فإن المدخل الرقمي للمفتاح التناظري هو عبارة عن مخزن مؤقت CMOS أساسي يتكون من ترانزستورات PMOS وNMOS المتصلة بالعاكس. أضف الإشارة إلى دبوس الإدخال I / P للمخزن المؤقت. عندما يكون جهد الدخل أعلى من جهد الدخل العالي (VIH)، يكون جهد الخرج للمخزن المؤقت هو VDD (جهد مصدر الطاقة)، ​​وعندما يكون جهد الدخل أقل من جهد الدخل المنخفض (VIL)، يكون جهد الخرج للمخزن المؤقت هو GND (الأرض).

يضمن هذا أن يكون جهد بوابة المفتاح التناظري هو جهد مصدر الطاقة، وبالتالي تحديد نطاق إشارته. المراقبة المتزامنة لمنحنى خاصية IV الموضح في الشكل 2 أثناء مراقبة جهد الدخل من 0 إلى جهد الدخل المسح VDD. عندما يكون جهد الإدخال هو أي جهد نهاية لجهد مصدر الطاقة، ينخفض ​​IDD إلى الحد الأدنى (0μA).

ومع ذلك، عندما يكون جهد الإدخال قريبًا من نقطة القفز للمخزن المؤقت، يزداد IDD بشكل كبير. لذلك، عندما يكون جهد الإدخال الرقمي المطبق على الطرف I / P هو جهد مصدر الطاقة، يستهلك المفتاح التناظري الحد الأدنى من استهلاك الطاقة. يحتوي المنحنى المميز على منحنى مميز بسبب أنابيب التبديل NMOS وPMOS المستخدمة في تصميم المخزن المؤقت، في الواقع كمقاومة للتحكم في الجهد.

خصائص هذه الرقائق هي كما يلي: VGS> VT-> Transistor Tube Tutor يتم إيقاف تشغيل الترانزستور VGS لتشكيل جهد عتبة، ويتم تشكيل قناة موصلة بين المصدر والصرف عندما يكون الجهد أعلى من الجهد. ترانزستور NMOS Vt يساوي 0.9 فولت، ترانزستور PMOS Vt يساوي -0.

9V. لذلك، عندما يكون جهد الدخل 0 فولت، يكون PMOS (M1) في حالة التشغيل، ويكون خرج المرحلة الأولى هو VDD. في المرحلة الثانية، يكون جهاز NMOS (M5) في حالة يكون فيها إجمالي خرج المخزن المؤقت 0 فولت.

تزيد جهد الدخل المؤقت (قبل الوصول إلى الحد الأقصى للتيار) مما يؤدي إلى انخفاض معاوقة M1 (بدأت M1 في إيقاف التشغيل) وانخفاض معاوقة m5 (بدأت M5 في التشغيل)، ثم سنرى VDD وGND. تم تشكيل قناة ذات مقاومة مفرطة. ستؤدي زيادة جهد الإدخال إلى وجود ترانزستور واحد فقط في أزواج ترانزستور الإدخال والإخراج للمخزن المؤقت.

نحن نستخدم المبادئ المذكورة أعلاه لمواصلة تحليل حالات التبديل التناظرية، ونفكر في استخدام مفاتيح ADG884 التناظرية من Adi للتبديل بين حلقات الهاتف المحمول والكلام. إشارة التحكم من شريحة النطاق الأساسي الرقمية هي 1.8 فولت.

كما هو موضح في الشكل. 2، إذا تم تشغيل المفتاح المحاكى مباشرة بإشارة رقمية تبلغ 1.8 فولت، فيجب أن يكون تيار مصدر الطاقة 120μA.

إذا كان جهد الإدخال الرقمي للمفتاح التناظري أعلى من 3.8 فولت، فيجب أن يكون استهلاك الطاقة فعليًا 0. لذلك، من أجل جعل المفتاح التناظري يعمل في أقل منطقة طاقة، يجب تحويل الإشارة الرقمية لشريحة النطاق الأساسي الرقمية إلى جهد أعلى.

تعتبر حزمة SC70 من Adi صغيرة الحجم للغاية وعادةً ما تستهلك تيارًا يبلغ 0.1μA فقط، حيث أن محول المستوى مناسب جدًا لهذا العمل. كما هو موضح في الشكل.

3، يمكن توصيله بجهد مصدر الطاقة لشريحة النطاق الأساسي وجهد مصدر الطاقة للمفتاح التناظري وتحويل المستوى المنطقي بين الشريحتين. بالطبع، يمكن أن يكون المفتاح التناظري في المثال أعلاه أي شريحة تعمل بجهد أعلى. تتكون الهواتف المحمولة المعاصرة من دوائر متكاملة CMOS متعددة (ICs) لإكمال وظائف مختلفة، مثل الصوت والفيديو والكاميرات الرقمية.

تعمل هذه الدوائر المتكاملة عادةً تحت أي جهد يتراوح بين 5 فولت إلى 1.8 فولت، وأحيانًا حتى تحت جهد مصدر طاقة أقل. باختصار، نحن نستخدم مستويات توفير الطاقة لتمديد عمر البطارية.

ينبغي أخذ العوامل التالية في الاعتبار: عادةً ما تستخدم الهواتف المحمولة منخفضة التكلفة بطارية بسعة 600 مللي أمبير في الساعة. تبلغ مدة الاستعداد للبطارية في الهاتف منخفض التكلفة 300 ساعة (HR)، ويبلغ التيار الاسمي لها 2 مللي أمبير. إذا لم يتم إجراء تحويل المستوى، فإن المفتاح التناظري المستخدم في هذا المثال سوف يمتص التيار بمقدار 4.

8%، ولكن إذا تم تحويل المستوى المذكور أعلاه فقط، يتم امتصاص 0.04% فقط من التيار.