Телефоныңыздың батареясының қызмет ету мерзімін ұзарту үшін қарапайым IC пайдаланыңыз

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Onye na-ebubata ọdụ ọkụ nwere ike ibugharị

Ұялы телефонның қуат тұтынуын азайту және оның батареясының қызмет ету мерзімін ұзарту - әрбір ұялы телефонды жобалау инженерінің мақсаты. Дизайн инженерлері үнемі MP3 ойнатқыштарын, камераларды және заманауи ұялы телефондар сияқты толық моторлы бейнелерді қосып отырады, бұл қуат тұтынуды барынша азайтады. Ұялы телефонның маңызды микросхемасының қуат көзінің кернеуін төмендетіңіз (мысалы, аналогтық базалық жолақты чип және цифрлық базалық жолақты чип) - 2 болуы мүмкін.

8V немесе тіпті 1,8V - қуат тұтынуды азайту әдісі. Бірақ инженер-конструктор жоғары кернеуі бар бір немесе бірнеше тірек микросхемаларын сақтауы керек болғанда, мәселе бар.

Ең жиі кездесетіні смартфондардың қосымша функциясы жоғарырақ болады. Мысалдардың бірі жолдық рингтон болып табылады, өйткені дыбыс сигналының ең жоғары диапазоны шамамен 3,2 В, сондықтан бұл қоңырау үнін беретін және беретін тізбек әдетте 4 болады.

2В қуат көзінің кернеуі. Осылайша, негізгі жолақ пен қоңырау үні тізбектері арасындағы интерфейсте проблемалар туындайды. Бұл мәселені суреттеу үшін мысал ретінде дауысты немесе қоңырау үнін динамикке ауыстыру үшін аналогтық қосқышты пайдалануымыз керек.

Осы екі типті тізбектерді бір блокта (ПХД) түрлендіру үшін қуат тұтыну пайдаланылады немесе базалық жолақ микросхемасындағы төмен вольтты сандық логикалық жетектің аналогтық қосқышы пайдаланылады. Дегенмен, соңғы әдіс қуат көзінің кернеуін азайту үшін базалық жолақ микросхемасынан алынған қуат тұтынуды жоғалтуы мүмкін екенін атап өткен жөн, өйткені аналогтық қосқыш идеалды емес режимде жұмыс істегенде, перфузиялық ток көп болады. Бұл мәселені шешудің қарапайым жолдарының бірі - 1 көмегімен қуатты үнемдеу үшін негізгі жолақ чипіне қолдау көрсету үшін негізгі жолақты чиптен сандық логиканы өзгерту.

8V кернеуі, бірақ бұл әдіс жоғары кернеу болуы керек драйвер жоғары кернеуде жұмыс істеуі керек. Телефоныңыздағы кез келген чип. Бұл әдісті қосымша түсіндіру үшін түрлендіргішті қалай теңестіру керек, токтың қай жерде ағып жатқанын көрейік.

1-суретте көрсетілгендей, аналогтық қосқыштың цифрлық кірісі инверторға қосылған PMOS және NMOS транзисторларынан тұратын негізгі CMOS буфері болып табылады. Буфердің I / P кіріс пиніне сигнал қосыңыз. Кіріс кернеуі кіріс жоғары кернеуден (VIH) жоғары болғанда, буфердің шығыс кернеуі VDD (қуат беру кернеуі), кіріс кернеуі кіріс төмен кернеуден (VIL) төмен болғанда, буфердің шығыс кернеуі GND (жер).

Бұл аналогтық қосқыштың қақпа кернеуі қуат көзінің кернеуі болуын қамтамасыз етеді, осылайша оның сигнал диапазонын жасайды. 0-ден VDD сканерлеу кіріс кернеуіне дейінгі кіріс кернеуін бақылау кезінде 2-суретте көрсетілген IV сипаттамалық қисық сызығының бір мезгілде бақылауы. Кіріс кернеуі қуат көзінің кернеуінің кез келген соңғы кернеуі болған кезде, IDD минимумға дейін төмендейді (0μA).

Дегенмен, кіріс кернеуі буфердің секіру нүктесіне жақын болғанда, IDD күрт өсті. Сондықтан, I / P ұшына қолданылатын цифрлық кіріс кернеуі қуат көзінің кернеуі болған кезде, аналогтық қосқыш ең аз қуат тұтынуды тұтынады. Сипаттамалық қисық аралық дизайнда кернеуді басқару резисторы ретінде пайдаланылатын NMOS және PMOS қосқыш түтіктеріне байланысты сипаттамалық қисыққа ие.

Бұл микросхемалардың сипаттамалары келесідей: VGS> VT-> Транзисторлық түтік оқытушысы VGS транзисторы шекті кернеуді қалыптастыру үшін өшіріледі және кернеу кернеуден жоғары болған кезде көз мен ағызу арасында өткізгіш арна пайда болады. NMOS транзисторы Vt 0,9В, PMOS транзисторы Vt -0.

9V. Сондықтан кіріс кернеуі 0В болғанда, PMOS (M1) қосулы күйде болады, ал бірінші кезеңнің шығысы VDD болады. Екінші кезеңде NMOS (M5) құрылғысы буфердің жалпы шығысы 0В болатын күйде болады.

Буферлік кіріс кернеуінің жоғарылауы (максималды токқа жеткенге дейін) M1 кедергісін тудырды (M1 өшеді) және m5 кедергінің төмендеуі (M5 қосыла бастады), содан кейін біз VDD және GND көреміз. Гиперимпеданс арнасы құрылды. Кіріс кернеуін одан әрі арттыру буфердің кіріс және шығыс транзисторлық жұптарында тек бір транзисторды тудырады.

Біз жоғарыда аталған принциптерді аналогтық қосқыш даналарын талдауды жалғастыру үшін қолданамыз, ұялы телефонның айналмалы сақиналары мен сөйлеу арасында ауысу үшін Adi компаниясының ADG884 аналогтық қосқыштарын пайдалануды қарастырамыз. Сандық базалық жолақ чипінен басқару сигналы 1,8 В.

Суретте көрсетілгендей. 2, егер симуляцияланған қосқыш 1,8 В цифрлық сигналмен тікелей басқарылса, қуат көзінің тогы 120 мкА болуы керек.

Аналогтық қосқыштың цифрлық кіріс кернеуі 3,8 В жоғары болса, онда қуат тұтынуы шын мәнінде 0 болуы керек. Сондықтан аналогтық қосқышты ең төменгі қуат аймағында жұмыс істеуі үшін цифрлық базалық жолақ микросхемасының цифрлық сигналы жоғары кернеуге түрлендіру болып табылады.

Adi компаниясының SC70 ультра шағын пакеті және әдетте тек 0,1 мкА ток тұтынады, өйткені деңгей түрлендіргіші бұл жұмыс үшін өте қолайлы. Суретте көрсетілгендей.

3, ол негізгі жолақ микросхемасының қуат көзінің кернеуіне және аналогтық қосқыштың қуат көзінің кернеуіне қосылып, екі чиптің арасындағы логикалық деңгейді түрлендіруге болады. Әрине, жоғарыда келтірілген мысалдағы аналогтық қосқыш жоғары кернеулерде жұмыс істейтін кез келген чип болуы мүмкін. Қазіргі ұялы телефондар аудио, бейне және сандық камералар сияқты әртүрлі функцияларды орындау үшін бірнеше CMOS интегралды схемаларынан (IC) тұрады.

Бұл IC әдетте 5В-тен 1,8В-қа дейінгі кез келген кернеуде жұмыс істейді, кейде одан да төмен қуат көзінің кернеуі. Қорытындылай келе, батареяның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін қуатты үнемдейтін қуат деңгейлерін қолданамыз.

Келесі факторларды ескеру қажет: төмен сапалы ұялы телефондар әдетте 600 мАч сыйымдылығы бар батареяны пайдаланады. Төмен деңгейлі телефонның батареясының күту уақыты 300 сағат (HR) және оның номиналды тогы 2 мА. Деңгейдің ауысуы орындалмаса, осы мысалда пайдаланылатын аналогтық қосқыш 4 токты жұтады.

8%, бірақ жоғарыда аталған деңгей ғана түрленсе, тек 0,04% ток жұтылады.