अपने फोन की बैटरी लाइफ बढ़ाने के लिए एक साधारण आईसी का उपयोग करें

著者：Iflowpower – Dodávateľ prenosných elektrární

सेल फोन की बिजली खपत को कम करना और इसकी बैटरी लाइफ को बढ़ाना प्रत्येक मोबाइल फोन डिजाइन इंजीनियर का लक्ष्य होता है। डिजाइन इंजीनियर लगातार आधुनिक मोबाइल फोन जैसे एमपी3 प्लेयर, कैमरे और पूर्ण मोटर वीडियो जोड़ रहे हैं, जिससे बिजली की खपत कम से कम होती रहेगी। मोबाइल फोन के महत्वपूर्ण चिप (जैसे एनालॉग बेसबैंड चिप और डिजिटल बेसबैंड चिप) की बिजली आपूर्ति वोल्टेज को कम करें - 2 हो सकता है।

8V या 1.8V - बिजली की खपत कम करने की एक विधि। लेकिन जब डिज़ाइन इंजीनियर को उच्च आपूर्ति वोल्टेज के साथ एक या अधिक सहायक चिप्स को बनाए रखना पड़ता है, तो समस्या उत्पन्न होती है।

सबसे आम बात यह है कि स्मार्टफोन के अतिरिक्त फ़ंक्शन अधिक होंगे। उदाहरणों में से एक स्ट्रिंग रिंगटोन है, चूंकि ऑडियो सिग्नल पीक रेंज लगभग 3.2V है, इसलिए सर्किट जो इन रिंगटोन को उत्पन्न करता है और प्रसारित करता है वह आमतौर पर 4 होता है।

2V विद्युत आपूर्ति वोल्टेज. इस तरह, बेसबैंड और रिंगटोन सर्किट के बीच इंटरफेस पर समस्याएं उत्पन्न होती हैं। इस समस्या को स्पष्ट करने के लिए, हमें उदाहरण के तौर पर स्पीकर पर आवाज या रिंगटोन स्विच करने के लिए एनालॉग स्विच का उपयोग करना चाहिए।

इन दो प्रकार के सर्किटों को एक ही ब्लॉक (पीसीबी) पर परिवर्तित करने के लिए, बिजली की खपत का उपयोग किया जाता है, या बेसबैंड चिप में कम वोल्टेज डिजिटल लॉजिक ड्राइव एनालॉग स्विच का उपयोग किया जाता है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बाद की विधि बिजली की आपूर्ति वोल्टेज को कम करने के लिए बेसबैंड चिप से प्राप्त बिजली की खपत को खो सकती है, क्योंकि जब एनालॉग स्विच गैर-आदर्श मोड में काम कर रहा है, तो बहुत अधिक छिड़काव वर्तमान होगा। इस समस्या को हल करने का एक सरल तरीका यह है कि बेसबैंड चिप से डिजिटल लॉजिक को बदलकर 1 का उपयोग करके बिजली बचाने के लिए बेसबैंड चिप को बनाए रखा जाए।

8V वोल्टेज, लेकिन इस विधि में उच्च वोल्टेज होना चाहिए ड्राइवर को उच्च वोल्टेज पर काम करना चाहिए। आपके फ़ोन में कोई भी चिप. इस विधि को और अधिक स्पष्ट करने के लिए, कि कनवर्टर को कैसे समतल किया जाए, आइए देखें कि वास्तव में धारा कहां प्रवाहित हो रही है।

जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, एनालॉग स्विच का डिजिटल इनपुट एक बुनियादी CMOS बफर है जिसमें इन्वर्टर से जुड़े PMOS और NMOS ट्रांजिस्टर होते हैं। बफर के I/P इनपुट पिन में सिग्नल जोड़ें। जब इनपुट वोल्टेज इनपुट उच्च वोल्टेज (VIH) से अधिक होता है, तो बफर का आउटपुट वोल्टेज VDD (पावर सप्लाई वोल्टेज) होता है, जब इनपुट वोल्टेज इनपुट निम्न वोल्टेज (VIL) से कम होता है, तो बफर का आउटपुट वोल्टेज GND (ग्राउंड) होता है।

इससे यह सुनिश्चित होता है कि एनालॉग स्विच का गेट वोल्टेज एक शक्ति स्रोत का वोल्टेज है, जिससे इसकी सिग्नल रेंज बनती है। 0 से VDD स्कैनिंग इनपुट वोल्टेज तक इनपुट वोल्टेज की निगरानी करते समय चित्र 2 में दिखाए गए IV अभिलक्षणिक वक्र की एक साथ निगरानी। जब इनपुट वोल्टेज विद्युत आपूर्ति वोल्टेज का कोई भी अंतिम वोल्टेज होता है, तो IDD न्यूनतम (0μA) तक गिर जाता है।

हालाँकि, जब इनपुट वोल्टेज बफर के होपिंग बिंदु के करीब होता है, तो IDD नाटकीय रूप से बढ़ जाता है। इसलिए, जब I / P छोर पर लागू डिजिटल इनपुट वोल्टेज बिजली स्रोत का वोल्टेज होता है, तो एनालॉग स्विच न्यूनतम बिजली खपत करता है। बफर डिजाइन में प्रयुक्त एनएमओएस और पीएमओएस स्विच ट्यूबों के कारण अभिलक्षणिक वक्र होता है, जो वास्तव में वोल्टेज नियंत्रण प्रतिरोधक के रूप में होता है।

इन चिप्स की विशेषताएं इस प्रकार हैं: वीजीएस> वीटी-> ट्रांजिस्टर ट्यूब ट्यूटर वीजीएस ट्रांजिस्टर को एक थ्रेशोल्ड वोल्टेज बनाने के लिए बंद कर दिया जाता है, और वोल्टेज से अधिक वोल्टेज होने पर स्रोत और नाली के बीच एक प्रवाहकीय चैनल बनता है। NMOS ट्रांजिस्टर Vt 0.9V है, PMOS ट्रांजिस्टर Vt -0 है।

9V. इसलिए, जब इनपुट वोल्टेज 0V है, तो PMOS (M1) चालू स्थिति में है, और पहले चरण का आउटपुट VDD है। दूसरे चरण में, NMOS (M5) डिवाइस ऐसी स्थिति में होती है जिसमें बफर का कुल आउटपुट 0V होता है।

बफर इनपुट वोल्टेज में वृद्धि (अधिकतम धारा तक पहुंचने से पहले) के कारण M1 की प्रतिबाधा में कमी आई (M1 बंद होना शुरू हो गया) और m5 की प्रतिबाधा में कमी आई (M5 चालू होना शुरू हो गया), फिर हम VDD और GND देखेंगे। हाइपर-प्रतिबाधा चैनल का गठन किया गया। इनपुट वोल्टेज को और अधिक बढ़ाने से बफर के इनपुट और आउटपुट ट्रांजिस्टर युग्म में केवल एक ट्रांजिस्टर बचेगा।

हम एनालॉग स्विच उदाहरणों का विश्लेषण जारी रखने के लिए उपरोक्त सिद्धांतों का उपयोग करते हैं, मोबाइल फोन के घूमने वाले रिंग और भाषण के बीच स्विच करने के लिए आदि के ADG884 एनालॉग स्विच का उपयोग करने पर विचार करते हैं। डिजिटल बेसबैंड चिप से नियंत्रण संकेत 1.8V है।

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 2, यदि सिम्युलेटेड स्विच को सीधे 1.8V के डिजिटल सिग्नल से संचालित किया जाता है, तो बिजली की आपूर्ति धारा 120μA होनी चाहिए।

यदि एनालॉग स्विच का डिजिटल इनपुट वोल्टेज 3.8V से अधिक है, तो बिजली की खपत वास्तव में 0 होनी चाहिए। इसलिए, एनालॉग स्विच को न्यूनतम पावर क्षेत्र पर संचालित करने के लिए, डिजिटल बेसबैंड चिप के डिजिटल सिग्नल को उच्च वोल्टेज में परिवर्तित करना होता है।

आदि का SC70 अल्ट्रा-छोटा पैकेज है और आमतौर पर केवल 0.1μA करंट की खपत करता है, क्योंकि एक स्तर कनवर्टर इस काम के लिए बहुत उपयुक्त है। जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

3, इसे बेसबैंड चिप के बिजली आपूर्ति वोल्टेज और एनालॉग स्विच के बिजली आपूर्ति वोल्टेज से जोड़ा जा सकता है और दो चिप्स के बीच तर्क स्तर को परिवर्तित किया जा सकता है। बेशक, उपरोक्त उदाहरण में एनालॉग स्विच उच्च वोल्टेज पर काम करने वाली कोई भी चिप हो सकती है। समकालीन मोबाइल फोन में विभिन्न कार्यों को पूरा करने के लिए कई CMOS एकीकृत सर्किट (IC) होते हैं, जैसे ऑडियो और वीडियो और डिजिटल कैमरा।

ये आईसी आमतौर पर 5V से 1.8V के बीच किसी भी वोल्टेज के तहत काम करते हैं, कभी-कभी इससे भी कम बिजली आपूर्ति वोल्टेज पर। संक्षेप में, हम बैटरी जीवन को बढ़ाने के लिए बिजली की बचत के स्तर का उपयोग करते हैं।

निम्नलिखित कारकों पर विचार किया जाना चाहिए: निम्न-स्तरीय मोबाइल फोन आमतौर पर 600mAh क्षमता वाली बैटरी का उपयोग करते हैं। निम्न-स्तर के फोन का बैटरी स्टैंडबाय समय 300 घंटे (एचआर) है, तथा इसका नाममात्र करंट 2mA है। यदि स्तर परिवर्तन नहीं किया जाता है, तो इस उदाहरण में प्रयुक्त एनालॉग स्विच 4 की धारा को अवशोषित कर लेगा।

8%, लेकिन यदि केवल उपरोक्त स्तर को ही परिवर्तित किया जाए तो केवल 0.04% धारा ही अवशोषित होती है।