Uża IC sempliċi biex testendi l-ħajja tal-batterija tat-telefon tiegħek

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

Naqqas il-konsum tal-enerġija tat-telefon ċellulari u testendi l-ħajja tal-batterija tiegħu huwa l-għan ta &39;kull inġinier tad-disinn tat-telefon ċellulari. L-inġiniera tad-disinn qed iżidu kontinwament MP3 players, kameras u vidjows bil-mutur sħaħ bħal telefowns ċellulari moderni, li se jkomplu jimminimizzaw il-konsum tal-enerġija. Naqqas il-vultaġġ tal-provvista tal-enerġija taċ-ċippa importanti tat-telefon ċellulari (bħal ċippa baseband analoga u ċippa baseband diġitali) - jista &39;jkun 2.

8V jew saħansitra 1.8V - metodu ta &39;tnaqqis tal-konsum tal-enerġija. Iżda meta l-inġinier tad-disinn għandu jżomm ċippa ta &39;appoġġ waħda jew aktar b&39;vultaġġi ta&39; provvista għolja, hemm problema.

L-aktar komuni hija li l-funzjoni żejda ta &39;smartphones tkun ogħla. Wieħed mill-eżempji huwa l-ringtone tal-istring, peress li l-firxa tal-quċċata tas-sinjal tal-awdjo hija ta &39;madwar 3.2V, għalhekk iċ-ċirkwit li jseħħ u jittrażmetti dawn ir-ringtone huwa ġeneralment 4.

Vultaġġ tal-provvista tal-enerġija 2V. B&39;dan il-mod, iseħħu problemi fl-interface bejn ċirkwiti baseband u ringtone. Biex nispjegaw din il-problema, għandna nużaw swiċċ analogu biex naqilbu vuċi jew ringtone għall-kelliem bħala eżempju.

Sabiex jiġu kkonvertiti dawn iż-żewġ tipi ta &39;ċirkwiti fuq l-istess blokka (PCB), jintuża l-konsum tal-enerġija, jew jintuża l-iswiċċ analogu tad-drajv tal-loġika diġitali ta&39; vultaġġ baxx fiċ-ċippa baseband. Madankollu, għandu jiġi nnutat li l-aħħar metodu jista &39;jitlef il-konsum tal-enerġija miksub miċ-ċippa baseband biex jitnaqqas il-vultaġġ tal-provvista tal-enerġija, minħabba li meta l-iswiċċ Analog ikun qed jaħdem f&39;modalità mhux ideali, se jkun hemm ħafna kurrent ta&39; perfużjoni. Mod wieħed sempliċi biex issolvi din il-problema huwa li tibdel il-loġika diġitali miċ-ċippa tal-banda bażi biex iżżomm iċ-ċippa tal-banda tal-bażi biex tiffranka l-enerġija bl-użu ta &39;1.

Vultaġġ 8V, iżda dan il-metodu għandu jkun is-sewwieq ta &39;vultaġġ ogħla għandu jaħdem b&39;vultaġġ ogħla. Kwalunkwe ċippa fit-telefon tiegħek. Sabiex tispjega aktar dan il-metodu, kif il-livell tal-konvertitur, ejjew naraw fejn il-kurrent fil-fatt qed jiċċirkola.

Kif muri fil-Figura 1, l-input diġitali tas-swiċċ analogu huwa buffer CMOS bażiku li jikkonsisti minn transistors PMOS u NMOS konnessi mal-inverter. Żid sinjal mal-pin tal-input I / P tal-buffer. Meta l-vultaġġ tad-dħul huwa ogħla mill-vultaġġ għoli tad-dħul (VIH), il-vultaġġ tal-ħruġ tal-buffer huwa VDD (vultaġġ tal-provvista tal-enerġija), meta l-vultaġġ tad-dħul ikun taħt il-vultaġġ baxx tad-dħul (VIL), il-vultaġġ tal-ħruġ tal-buffer huwa GND (art).

Dan jiżgura li l-vultaġġ tal-bieb tas-swiċċ Analog huwa vultaġġ ta &39;sors ta&39; enerġija, u b&39;hekk jagħmel il-firxa tas-sinjal tiegħu. Monitoraġġ simultanju tal-kurva karatteristika IV murija fil-Figura 2 waqt il-monitoraġġ tal-vultaġġ tad-dħul minn 0 għal vultaġġ tad-dħul tal-iskannjar VDD. Meta l-vultaġġ tad-dħul huwa kwalunkwe vultaġġ tat-tarf tal-vultaġġ tal-provvista tal-enerġija, IDD jinżel għall-minimu (0μA).

Madankollu, meta l-vultaġġ tad-dħul ikun qrib il-punt tal-qbiż tal-buffer, l-IDD żdied b&39;mod drammatiku. Għalhekk, meta l-vultaġġ tad-dħul diġitali applikat għat-tarf I / P huwa vultaġġ tas-sors tal-enerġija, is-swiċċ Analog jikkonsma l-konsum minimu tal-enerġija. Il-kurva karatteristika għandha l-kurva karatteristika minħabba t-tubi tal-iswiċċ NMOS u PMOS użati fid-disinn tal-buffer, fil-fatt bħala resistor ta &39;kontroll tal-vultaġġ.

Il-karatteristiċi ta &39;dawn iċ-ċipep huma kif ġej: VGS> VT-> Transistor Tube Tutor It-transistor VGS huwa mitfi biex jifforma vultaġġ ta&39; limitu, u kanal konduttiv jiġi ffurmat bejn is-sors u d-drain meta l-vultaġġ ikun ogħla mill-vultaġġ. Transistor NMOS Vt huwa 0.9V, transistor PMOS Vt huwa -0.

9V. Għalhekk, meta l-vultaġġ tad-dħul huwa 0V, il-PMOS (M1) ikun fl-istat mixgħul, u l-output tal-ewwel stadju huwa VDD. Fit-tieni stadju, l-apparat NMOS (M5) jinsab fi stat li fih il-buffer għandu l-output totali ta &39;0V.

Iż-żidiet fil-vultaġġ tad-dħul tal-buffer (qabel ma jilħqu l-kurrent massimu) ikkawżaw l-impedenza ta &39;M1 (M1 tibda tintefa) u l-m5 tat-tnaqqis tal-impedenza (M5 beda jixgħel), allura naraw VDD u GND. Kanal ta &39;iper-impedenza ffurmat. Iż-żieda ulterjuri tal-vultaġġ tad-dħul tikkawża transistor wieħed biss fil-pari tat-transistor tad-dħul u tal-ħruġ tal-buffer.

Aħna nużaw il-prinċipji ta &39;hawn fuq biex inkomplu nanalizzaw każijiet ta&39; swiċċ analogu, tikkunsidra li tuża swiċċijiet analogi ADG884 ta &39;Adi biex taqleb bejn ċrieki tal-għażil tat-telefon ċellulari u diskors. Is-sinjal ta &39;kontroll minn ċippa tal-banda bażi diġitali huwa 1.8V.

Kif muri fil-FIG. 2, jekk is-swiċċ simulat huwa mmexxi direttament b&39;sinjal diġitali ta &39;1.8V, il-kurrent tal-provvista tal-enerġija għandu jkun 120μA.

Jekk il-vultaġġ tad-dħul diġitali tas-swiċċ Analog huwa ogħla minn 3.8V, allura l-konsum tal-enerġija għandu fil-fatt ikun 0. Għalhekk, sabiex is-swiċċ Analog jaħdem fl-iktar żona ta &39;enerġija baxxa, is-sinjal diġitali taċ-ċippa tal-baseband diġitali huwa li jittrasforma għal vultaġġ ogħla.

Il-pakkett ultra-żgħir SC70 ta &39;Adi u ġeneralment jikkonsma biss kurrent ta&39; 0.1μA biss, peress li konvertitur tal-livell huwa adattat ħafna għal dan ix-xogħol. Kif muri fil-FIG.

3, jista &39;jiġi konness mal-vultaġġ tal-provvista tal-enerġija taċ-ċippa baseband u l-vultaġġ tal-provvista tal-enerġija tal-iswiċċ analogu u jikkonverti l-livell loġiku bejn iż-żewġ ċipep. Naturalment, is-swiċċ Analog fl-eżempju ta &39;hawn fuq jista&39; jkun kwalunkwe ċippa li taħdem f&39;vultaġġi ogħla. It-telefowns ċellulari kontemporanji jikkonsistu f&39;ċirkwiti integrati CMOS multipli (ICs) biex jitlestew funzjonijiet differenti, bħal awdjo u vidjo u kameras diġitali.

Dawn l-ICs tipikament jaħdmu taħt kwalunkwe vultaġġ bejn 5V sa 1.8V, xi kultant saħansitra inqas vultaġġ tal-provvista tal-enerġija. Fil-qosor, nużaw livelli ta &39;enerġija li tiffranka l-enerġija biex testendi l-ħajja tal-batterija.

Għandhom jitqiesu l-fatturi li ġejjin: telefowns ċellulari low-end tipikament jużaw batterija ta &39;kapaċità ta&39; 600mAh. Il-ħin ta &39;standby tal-batterija tat-telefon low-end huwa ta&39; 300 siegħa (HR), u l-kurrent nominali tiegħu huwa 2mA. Jekk ma titwettaqx bidla fil-livell, is-swiċċ Analog użat f&39;dan l-eżempju jassorbi l-kurrent ta &39;4.

8%, iżda jekk il-livell ta &39;hawn fuq biss jiġi kkonvertit, 0.04% tal-kurrent biss jiġi assorbit.