Χρησιμοποιήστε ένα απλό IC για να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας του τηλεφώνου σας

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας του κινητού τηλεφώνου και η επέκταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας είναι ο στόχος κάθε μηχανικού σχεδιασμού κινητών τηλεφώνων. Οι μηχανικοί σχεδιασμού προσθέτουν συνεχώς MP3 players, κάμερες και βίντεο με πλήρη κινητήρα, όπως τα σύγχρονα κινητά τηλέφωνα, τα οποία θα συνεχίσουν να ελαχιστοποιούν την κατανάλωση ενέργειας. Μειώστε την τάση τροφοδοσίας του σημαντικού τσιπ κινητού τηλεφώνου (όπως το αναλογικό τσιπ ζώνης βάσης και το ψηφιακό τσιπ ζώνης βάσης) - μπορεί να είναι 2.

8V ή ακόμα και 1,8V - μια μέθοδος μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας. Αλλά όταν ο μηχανικός σχεδιασμού πρέπει να διατηρήσει ένα ή περισσότερα τσιπ υποστήριξης με υψηλές τάσεις τροφοδοσίας, υπάρχει πρόβλημα.

Το πιο συνηθισμένο είναι ότι η επιπλέον λειτουργία των smartphones θα είναι υψηλότερη. Ένα από τα παραδείγματα είναι ο ήχος κλήσης συμβολοσειράς, καθώς το εύρος αιχμής του σήματος ήχου είναι περίπου 3,2 V, επομένως το κύκλωμα που εμφανίζεται και εκπέμπει αυτούς τους ήχους κλήσης είναι συνήθως 4.

Τάση τροφοδοσίας 2V. Με αυτόν τον τρόπο, παρουσιάζονται προβλήματα στη διεπαφή μεταξύ κυκλωμάτων ζώνης βάσης και ήχου κλήσης. Για να δείξουμε αυτό το πρόβλημα, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε έναν αναλογικό διακόπτη για να αλλάξουμε φωνή ή ήχο κλήσης στο ηχείο ως παράδειγμα.

Για τη μετατροπή αυτών των δύο τύπων κυκλωμάτων στο ίδιο μπλοκ (PCB), χρησιμοποιείται η κατανάλωση ενέργειας ή χρησιμοποιείται ο αναλογικός διακόπτης ψηφιακής λογικής μονάδας χαμηλής τάσης στο τσιπ ζώνης βάσης. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι η τελευταία μέθοδος μπορεί να χάσει την κατανάλωση ενέργειας που λαμβάνεται από το τσιπ ζώνης βάσης για να μειώσει την τάση τροφοδοσίας, επειδή όταν ο αναλογικός διακόπτης λειτουργεί σε μη ιδανική λειτουργία, θα υπάρχει πολύ ρεύμα διάχυσης. Ένας απλός τρόπος για να λυθεί αυτό το πρόβλημα είναι να αλλάξετε την ψηφιακή λογική από το τσιπ ζώνης βάσης για να διατηρήσετε το τσιπ ζώνης βάσης για εξοικονόμηση ενέργειας χρησιμοποιώντας το 1.

8V τάση, αλλά αυτή η μέθοδος θα πρέπει να είναι υψηλότερη τάση οδηγός πρέπει να λειτουργεί σε υψηλότερη τάση. Οποιοδήποτε τσιπ στο τηλέφωνό σας. Για να εξηγήσουμε περαιτέρω αυτή τη μέθοδο, πώς να ισοπεδώνουμε τον μετατροπέα, ας δούμε πού ρέει πραγματικά το ρεύμα.

Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, η ψηφιακή είσοδος του αναλογικού διακόπτη είναι μια βασική προσωρινή μνήμη CMOS που αποτελείται από τρανζίστορ PMOS και NMOS συνδεδεμένα στον μετατροπέα. Προσθέστε σήμα στον ακροδέκτη εισόδου I/P του buffer. Όταν η τάση εισόδου είναι υψηλότερη από την υψηλή τάση εισόδου (VIH), η τάση εξόδου του buffer είναι VDD (τάση τροφοδοσίας), όταν η τάση εισόδου είναι κάτω από τη χαμηλή τάση εισόδου (VIL), η τάση εξόδου του buffer είναι GND (γείωση).

Αυτό διασφαλίζει ότι η τάση πύλης του αναλογικού διακόπτη είναι μια τάση μιας πηγής ισχύος, καθιστώντας έτσι το εύρος του σήματος της. Ταυτόχρονη παρακολούθηση της χαρακτηριστικής καμπύλης IV που φαίνεται στο Σχήμα 2 ενώ παρακολουθείται η τάση εισόδου από το 0 έως την τάση εισόδου σάρωσης VDD. Όταν η τάση εισόδου είναι οποιαδήποτε τελική τάση της τάσης τροφοδοσίας, το IDD πέφτει στο ελάχιστο (0μA).

Ωστόσο, όταν η τάση εισόδου είναι κοντά στο σημείο αναπήδησης του buffer, το IDD έχει αυξηθεί δραματικά. Επομένως, όταν η ψηφιακή τάση εισόδου που εφαρμόζεται στο άκρο I/P είναι μια τάση της πηγής ισχύος, ο αναλογικός διακόπτης καταναλώνει την ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας. Η χαρακτηριστική καμπύλη έχει τη χαρακτηριστική καμπύλη λόγω των σωλήνων διακοπτών NMOS και PMOS που χρησιμοποιούνται στη σχεδίαση του buffer, στην πραγματικότητα ως αντίσταση ελέγχου τάσης.

Τα χαρακτηριστικά αυτών των τσιπ είναι τα εξής: VGS> VT-> Transistor Tube Tutor Το τρανζίστορ VGS απενεργοποιείται για να σχηματίσει μια τάση κατωφλίου και σχηματίζεται ένα αγώγιμο κανάλι μεταξύ της πηγής και της αποστράγγισης όταν η τάση είναι υψηλότερη από την τάση. Το τρανζίστορ NMOS Vt είναι 0,9V, το τρανζίστορ PMOS Vt είναι -0.

9V. Επομένως, όταν η τάση εισόδου είναι 0V, το PMOS (M1) βρίσκεται σε κατάσταση ενεργοποίησης και η έξοδος του πρώτου σταδίου είναι VDD. Στο δεύτερο στάδιο, η συσκευή NMOS (M5) βρίσκεται σε μια κατάσταση στην οποία το buffer έχει συνολική έξοδο 0V.

Οι αυξήσεις της τάσης εισόδου του buffer (πριν φτάσει στο μέγιστο ρεύμα) προκάλεσαν την σύνθετη αντίσταση του M1 (το M1 αρχίζει να απενεργοποιείται) και το m5 της πτώσης της σύνθετης αντίστασης (το M5 άρχισε να ανάβει), τότε θα δούμε VDD και GND. Σχηματίστηκε κανάλι υπερ-σύνθετης αντίστασης. Η περαιτέρω αύξηση της τάσης εισόδου θα προκαλέσει μόνο ένα τρανζίστορ στα ζεύγη τρανζίστορ εισόδου και εξόδου του buffer.

Χρησιμοποιούμε τις παραπάνω αρχές για να συνεχίσουμε να αναλύουμε παρουσίες αναλογικών διακοπτών, εξετάστε το ενδεχόμενο να χρησιμοποιήσετε τους αναλογικούς διακόπτες ADG884 της Adi για εναλλαγή μεταξύ κουδουνισμάτων περιστροφής κινητού τηλεφώνου και ομιλίας. Το σήμα ελέγχου από το ψηφιακό τσιπ ζώνης βάσης είναι 1,8 V.

Όπως φαίνεται στο ΣΧ. 2, εάν ο προσομοιωμένος διακόπτης οδηγείται απευθείας με ψηφιακό σήμα 1,8V, το ρεύμα τροφοδοσίας πρέπει να είναι 120μA.

Εάν η ψηφιακή τάση εισόδου του αναλογικού διακόπτη είναι υψηλότερη από 3,8 V, τότε η κατανάλωση ρεύματος θα πρέπει στην πραγματικότητα να είναι 0. Επομένως, για να λειτουργήσει ο αναλογικός διακόπτης στη χαμηλότερη περιοχή ισχύος, το ψηφιακό σήμα του ψηφιακού τσιπ ζώνης βάσης πρέπει να μετατραπεί σε υψηλότερη τάση.

Η εξαιρετικά μικρή συσκευασία SC70 της Adi και συνήθως καταναλώνει μόνο 0,1μA ρεύμα, καθώς ένας μετατροπέας στάθμης είναι πολύ κατάλληλος για αυτήν την εργασία. Όπως φαίνεται στο ΣΧ.

3, μπορεί να συνδεθεί με την τάση τροφοδοσίας του τσιπ ζώνης βάσης και την τάση τροφοδοσίας του αναλογικού διακόπτη και να μετατρέψει το λογικό επίπεδο μεταξύ των δύο τσιπ. Φυσικά, ο αναλογικός διακόπτης στο παραπάνω παράδειγμα μπορεί να είναι οποιοδήποτε τσιπ που λειτουργεί σε υψηλότερες τάσεις. Τα σύγχρονα κινητά τηλέφωνα αποτελούνται από πολλαπλά ολοκληρωμένα κυκλώματα CMOS (IC) για την ολοκλήρωση διαφορετικών λειτουργιών, όπως ήχου και βίντεο και ψηφιακές κάμερες.

Αυτά τα IC λειτουργούν συνήθως κάτω από οποιαδήποτε τάση μεταξύ 5 V έως 1,8 V, μερικές φορές ακόμη και χαμηλότερη τάση τροφοδοσίας. Συνοπτικά, χρησιμοποιούμε επίπεδα εξοικονόμησης ενέργειας για να παρατείνουμε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Θα πρέπει να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθοι παράγοντες: τα κινητά τηλέφωνα χαμηλής ποιότητας χρησιμοποιούν συνήθως μπαταρία χωρητικότητας 600 mAh. Ο χρόνος αναμονής της μπαταρίας του τηλεφώνου χαμηλής ποιότητας είναι 300 ώρες (HR) και το ονομαστικό ρεύμα του είναι 2 mA. Εάν δεν πραγματοποιηθεί αλλαγή στάθμης, ο αναλογικός διακόπτης που χρησιμοποιείται σε αυτό το παράδειγμα θα απορροφήσει το ρεύμα 4.

8%, αλλά εάν μετατραπεί μόνο το παραπάνω επίπεδο, απορροφάται μόνο 0,04% ρεύμα.