Metodo Fan5902 per estendere l&39;utilizzo della batteria del telefono cellulare

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La batteria è scarica o spesso carica, cosa è più preoccupante? Oggigiorno, i telefoni cellulari (in particolare gli smartphone) sono rapidamente popolari in tutto il mondo, sette giorni su sette, 24 ore al giorno, le persone rimangono online. Sembra che i consumatori effettuino sempre chiamate vocali, inviino e ricevano e-mail, mandino messaggi di testo e accedano a Internet, senza mai saperlo. Tuttavia, tutte queste funzioni del telefono cellulare consumano la batteria, tra un lampeggio e l&39;altro, e la batteria ha una sola carica.

Come posso estendere il mio cellulare? Naturalmente, teoricamente, usare una batteria più grande per risolvere il problema, ma l&39;utente desidera sempre che il telefono sia leggero e più è fluido, meno fluido, quindi l&39;aumento della batteria è inaccettabile per l&39;utente. Gli ingegneri progettisti continuano a sviluppare metodi per migliorare le prestazioni di gestione dell&39;alimentazione e si concentrano su tre aspetti del consumo energetico. Nel telefono cellulare, oltre al processore di banda base e al trasmettitore/ricevitore a radiofrequenza, tre parti possono essere rispettivamente l&39;amplificatore di potenza (PA), lo schermo di visualizzazione e il processore di applicazioni/immagini.

Perché queste tre parti diventeranno un punto focale? Il motivo è che le persone ora parlano con Internet. In questo momento, lo schermo del display è sempre acceso; inoltre, il PA deve funzionare finché la stazione base non trasmette chiamate vocali e dati; infine, per guardare film online o altre applicazioni, anche il processore deve rimanere in funzione. La PA della rete 3G è particolarmente grande quando il segnale è debole, perché necessita di più potenza di uscita per connettersi alla stazione base e mantenere i requisiti di linearità per garantire che il segnale 3G non abbia importanza.

Il consumo energetico di 3GPa è correlato alla potenza di uscita: maggiore è la potenza di uscita, maggiore è la corrente consumata nella batteria. Più il segnale trasmesso è in uscita, più corrente viene consumata. Esistono due nuove tecnologie che riducono il consumo energetico del PA: il convertitore DC-DC e l&39;envelope tracking (tracciamento dell&39;inviluppo).

L&39;uso del convertitore CC-CC negli smartphone è in aumento; il suo principio di funzionamento è quello di ridurre la tensione di alimentazione del 3GPa al livello di potenza di uscita richiesto e può ridurre notevolmente il livello di consumo energetico. Questa soluzione può portare due vantaggi: il primo è quello di prolungare la durata della chiamata/utilizzo, il secondo è quello di ridurre la dissipazione del calore. Il FAN5902 del semiconduttore volante è un convertitore buck DC-DC da 800 mA e 6 MHz progettato per 3 GPa, in grado di ridurre il consumo energetico e prolungare il tempo di connessione/conversazione.

FAN5902 funziona con processori baseband e 3GPA per ridurre il consumo energetico. Il processore di banda base imposterà il livello di potenza in uscita del PA in base alle informazioni ricevute dalla stazione base, quindi lo convertirà nella tensione di controllo del FAN 5902 e lo trasmetterà al PA. Regolando dinamicamente la tensione di alimentazione e la corrente del PA, FAN5902 può estendere di almeno il 15% il tempo di utilizzo dei dati e delle chiamate tramite cellulare.

Lo schermo di visualizzazione è il secondo componente con il più alto consumo energetico dopo l&39;alimentazione elettrica, perché quando l&39;utente naviga online, legge e-mail o guarda la TV sul cellulare o un video su YouTube, lo schermo di visualizzazione è sempre acceso. TFTLCD è attualmente una tecnologia di visualizzazione importante e utilizza LED bianchi per fornire la retroilluminazione. Questa tendenza è più evidente nel mercato degli schermi LCD di grandi dimensioni, il che significa che ci sono più LED bianchi per fornire una retroilluminazione valida allo schermo, il che significa che è necessario fornire correnti maggiori per i LED e per lo schermo stesso.

Nei telefoni cellulari di fascia alta e nei telefoni intelligenti, DynamicbacklightControl, DBC e AutoMinousControl, ALC non solo riducono al minimo il consumo energetico, ma migliorano anche l&39;esperienza visiva dell&39;utente. L&39;ALC dovrebbe utilizzare un sensore di luce ambientale (AmbientlightSensor) per rilevare l&39;intensità luminosa dell&39;ambiente circostante e impostare la corrente LED in base all&39;algoritmo nel driver LED o nel processore dell&39;applicazione. Pertanto la corrente del LED verrà impostata in base alle condizioni di illuminazione.

Quando l&39;ambiente circostante è molto buio, la corrente del LED viene impostata su bassa, mentre quando il sole è diretto, viene impostata su massima. D&39;altro canto, la tecnologia DBC può regolare la corrente LED in base al contenuto dell&39;immagine/video sullo schermo: se il contenuto di una scena di un film è scuro, anche la corrente LED è bassa; se la scena è più luminosa,. DBC programma la corrente in base al segnale di modulazione di larghezza di impulso (PWM) emesso dal processore di immagini o dal circuito integrato del driver LCD, modificando il contenuto del filmato visualizzato.

La figura 3 (a) mostra i casi operativi ALC e DBC ottenuti dal semiconduttore volante tramite il programma software di acquisizione dello schermo per visualizzare il livello di luminosità della luce ambientale (a sinistra) e la corrente LED corrispondente. Sebbene non sia del tutto spiegato, è ancora possibile vedere il "display stick blu" del PWM esterno, ovvero che il livello PWM statico aumenta o diminuisce a seconda del contenuto dell&39;immagine o del filmato. Il fan5702 del semiconduttore volante è un driver LED a pompa di carica da 180 mA con un&39;interfaccia I2C, in grado di fornire funzioni ALC e DBC tramite configurazione.

Il sensore di luce ambientale è collegato al processore applicativo o al processore di banda base, riceve input e determina il livello di corrente LED appropriato in base a un algoritmo delle condizioni di illuminazione esterna. Questi dati vengono inviati al FAN 5702 tramite l&39;interfaccia I2C e quindi impostano la corrente del LED in base alle informazioni. Il pin PWM / EN del FAN5702 è programmato per PWM ed è collegato al circuito integrato del driver LCD.

Quest&39;ultimo invia il segnale PWM al FAN 5702 in base al contenuto dell&39;immagine/video visualizzato sullo schermo. La figura 4 mostra il modulo di sistema FAN5702 dell&39;ALC e del DBC contemporaneamente. Lo schermo del telefono cellulare utilizza ALC e DBC per risparmiare fino al 50% del consumo energetico.

Il terzo componente con il maggiore consumo energetico è un processore di applicazioni/immagini: se lo schermo è acceso, il chipset funzionerà a pieno regime. Tuttavia, non è sempre alla massima potenza. Ad esempio, quando il chipset funziona a un livello di potenza inferiore, è possibile utilizzare la tecnologia di regolazione dinamica della tensione (DVS).

Si tratta di una soluzione molto adatta per i telefoni cellulari e altri prodotti elettronici portatili, perché la loro tensione di alimentazione può essere ridotta a una tensione di core inferiore e consente al chipset di funzionare a una frequenza di clock inferiore, contribuendo così a ridurre il consumo energetico. Qui, la somma della potenza (P), della frequenza (f) e della tensione del nucleo (V) è proporzionale. Pertanto, maggiore è la frequenza del processore, maggiore è il consumo energetico.

E poiché la tensione del nucleo viene ridotta, il consumo di energia si riduce in base alla velocità al quadrato. Il processore applicativo può essere alimentato da Fan5365. FAN5365 è un convertitore CC-CC a gradini da 6 MHz, 800 mA / 1 A con interfaccia I2C.

Può garantire il miglior risparmio energetico. L&39;interfaccia I2C può essere utilizzata per programmare dinamicamente la tensione nell&39;intervallo da 12,5 mV a 1.

975 V per soddisfare i requisiti di capacità di elaborazione del chipset. Quando l&39;utente guarda il video sul Web, il FAN 5365 può fornire una tensione di base di 1,2 V al processore dell&39;applicazione per ottenere la massima potenza di elaborazione e, una volta completato il filmato, la tensione scenderà a 0.

8V, entra nello stato di funzionamento di livello inferiore. Attualmente esistono diverse tecnologie, semplici o complesse, che possono migliorare le prestazioni complessive di gestione energetica dei telefoni cellulari (in particolare degli smartphone). Integrando una o tutte e tre le soluzioni di gestione dell&39;alimentazione del PA, dello schermo e del core del processore, è possibile risparmiare energia e prolungare le ore di lavoro in mobilità.

Questi progetti derivano dall&39;esperienza e dalla domanda degli utenti di telefoni cellulari, perché agli utenti interessa davvero, non compaiono sulla crosta dei telefoni cellulari, non devo ricaricare il cellulare senza usare spesso i cellulari.