Use um circuito integrado simples para prolongar a vida útil da bateria do seu telefone

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Reduzir o consumo de energia do celular e prolongar a vida útil da bateria é o objetivo de todo engenheiro de design de celulares. Os engenheiros de design estão constantemente adicionando tocadores de MP3, câmeras e vídeos de motores completos, como celulares modernos, o que continuará a minimizar o consumo de energia. Reduza a tensão de alimentação do chip importante do telefone móvel (como chip de banda base analógica e chip de banda base digital) - pode ser 2.

8 V ou mesmo 1,8 V - um método de redução do consumo de energia. Mas quando o engenheiro de projeto precisa manter um ou mais chips de suporte com altas tensões de alimentação, há um problema.

O mais comum é que a função extra dos smartphones seja maior. Um dos exemplos é o toque de corda, já que o pico do sinal de áudio é de cerca de 3,2 V, então o circuito que ocorre e transmite esses toques geralmente é 4.

Tensão de alimentação de 2V. Dessa forma, ocorrem problemas na interface entre os circuitos de banda base e de toque. Para ilustrar esse problema, usaremos um interruptor analógico para alternar a voz ou o toque para o alto-falante, por exemplo.

Para converter esses dois tipos de circuitos no mesmo bloco (PCB), é utilizado o consumo de energia ou o comutador analógico de acionamento lógico digital de baixa tensão no chip de banda base. Entretanto, deve-se observar que o último método pode perder o consumo de energia obtido do chip de banda base para reduzir a tensão de alimentação, porque quando o interruptor analógico estiver funcionando em modo não ideal, haverá muita corrente de perfusão. Uma maneira simples de resolver esse problema é alterar a lógica digital do chip de banda base para manter o chip de banda base para economizar energia usando um 1.

Tensão de 8 V, mas esse método deve ser de tensão mais alta, o driver deve trabalhar em tensão mais alta. Qualquer chip no seu telefone. Para explicar melhor esse método, como nivelar o conversor, vamos ver onde a corrente está realmente fluindo.

Conforme mostrado na Figura 1, a entrada digital do interruptor analógico é um buffer CMOS básico que consiste em transistores PMOS e NMOS conectados ao inversor. Adicione sinal ao pino de entrada I/P do buffer. Quando a tensão de entrada é maior que a alta tensão de entrada (VIH), a tensão de saída do buffer é VDD (tensão de alimentação); quando a tensão de entrada é menor que a baixa tensão de entrada (VIL), a tensão de saída do buffer é GND (terra).

Isso garante que a tensão de porta do interruptor analógico seja a tensão de uma fonte de energia, ampliando assim seu alcance de sinal. Monitoramento simultâneo da curva característica IV mostrada na Figura 2 enquanto monitora a tensão de entrada de 0 a VDD, verificando a tensão de entrada. Quando a tensão de entrada é qualquer tensão final da tensão de alimentação, o IDD cai para o mínimo (0μA).

Entretanto, quando a tensão de entrada está próxima do ponto de salto do buffer, o IDD aumenta drasticamente. Portanto, quando a tensão de entrada digital aplicada à extremidade I/P é uma tensão da fonte de alimentação, o interruptor analógico consome o mínimo de energia. A curva característica é devida aos tubos de comutação NMOS e PMOS usados ​​no projeto do buffer, na verdade como um resistor de controle de tensão.

As características desses chips são as seguintes: VGS> VT-> Transistor Tube Tutor O transistor VGS é desligado para formar uma tensão limite, e um canal condutor é formado entre a fonte e o dreno quando a tensão é maior que a tensão. O Vt do transistor NMOS é 0,9 V, o Vt do transistor PMOS é -0.

9V. Portanto, quando a tensão de entrada é 0 V, o PMOS (M1) está no estado ligado e a saída do primeiro estágio é VDD. No segundo estágio, o dispositivo NMOS (M5) está em um estado em que o buffer tem uma saída total de 0 V.

O aumento da tensão de entrada do buffer (antes de atingir a corrente máxima) fez com que a impedância do M1 (M1 começasse a desligar) e o m5 diminuísse a impedância (M5 começasse a ligar), então veremos VDD e GND. Canal de hiperimpedância formado. Aumentar ainda mais a tensão de entrada causará apenas um transistor nos pares de transistores de entrada e saída do buffer.

Usamos os princípios acima para continuar a analisar instâncias de comutadores analógicos; considere usar os comutadores analógicos ADG884 da Adi para alternar entre anéis giratórios de telefones celulares e fala. O sinal de controle do chip de banda base digital é de 1,8 V.

Conforme mostrado na FIG. 2. Se o interruptor simulado for acionado diretamente com um sinal digital de 1,8 V, a corrente de alimentação deverá ser de 120 μA.

Se a tensão de entrada digital do interruptor analógico for maior que 3,8 V, o consumo de energia deverá ser 0. Portanto, para fazer o comutador analógico operar na área de menor potência, o sinal digital do chip de banda base digital deve ser transformado em uma voltagem mais alta.

O pacote ultrapequeno SC70 da Adi geralmente consome apenas 0,1 μA de corrente, como conversor de nível, é muito adequado para esse trabalho. Conforme mostrado na FIG.

3, ele pode ser conectado à tensão de alimentação do chip de banda base e à tensão de alimentação do interruptor analógico e converter o nível lógico entre os dois chips. É claro que o interruptor analógico no exemplo acima pode ser qualquer chip trabalhando em tensões mais altas. Os telefones celulares contemporâneos consistem em vários circuitos integrados (CIs) CMOS para executar diferentes funções, como áudio, vídeo e câmeras digitais.

Esses CIs normalmente funcionam sob qualquer tensão entre 5 V e 1,8 V, às vezes até mesmo com uma tensão de alimentação mais baixa. Em resumo, usamos níveis de economia de energia para prolongar a vida útil da bateria.

Os seguintes fatores devem ser considerados: celulares de baixo custo normalmente usam baterias com capacidade de 600 mAh. O tempo de espera da bateria do telefone de baixo custo é de 300 horas (HR) e sua corrente nominal é de 2 mA. Se uma mudança de nível não for realizada, o interruptor analógico usado neste exemplo absorverá a corrente de 4.

8%, mas se apenas o nível acima for convertido, apenas 0,04% de corrente será absorvida.