Përdorni një IC të thjeshtë për të zgjatur jetëgjatësinë e baterisë së telefonit tuaj

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Dobavljač prijenosnih elektrana

Ulja e konsumit të energjisë së celularit dhe zgjatja e jetëgjatësisë së baterisë është qëllimi i çdo inxhinieri të projektimit të telefonit celular. Inxhinierët e dizajnit po shtojnë vazhdimisht MP3 player, kamera dhe video të plota motorike si telefonat celularë modernë, të cilët do të vazhdojnë të minimizojnë konsumin e energjisë. Ulja e tensionit të furnizimit me energji të çipit të rëndësishëm të telefonit celular (siç është çipi analog me brez bazë dhe çipi dixhital i brezit bazë) - mund të jetë 2.

8V ose edhe 1.8V - një metodë për të reduktuar konsumin e energjisë. Por kur inxhinieri i projektimit duhet të mbajë një ose më shumë çipa mbështetës me tensione të larta të furnizimit, ka një problem.

Më e zakonshme është se funksioni shtesë i telefonave inteligjentë do të jetë më i lartë. Një nga shembujt është zileja e vargut, pasi diapazoni i pikut të sinjalit audio është rreth 3.2 V, kështu që qarku që shfaqet dhe transmeton këto zile është zakonisht 4.

Tensioni i furnizimit me energji 2V. Në këtë mënyrë, shfaqen probleme në ndërfaqen midis qarqeve të brezit bazë dhe ziles. Për të ilustruar këtë problem, duhet të përdorim një çelës analog për të kaluar zërin ose tonin e ziles në altoparlant si shembull.

Për të konvertuar këto dy lloje qarqesh në të njëjtin bllok (PCB), përdoret konsumi i energjisë ose përdoret çelësi analog i disqeve dixhitale logjike të tensionit të ulët në çipin e brezit bazë. Sidoqoftë, duhet të theksohet se metoda e fundit mund të humbasë konsumin e energjisë të marrë nga çipi i brezit bazë për të zvogëluar tensionin e furnizimit me energji, sepse kur çelësi analog punon në modalitetin jo ideal, do të ketë shumë rrymë perfuzioni. Një mënyrë e thjeshtë për të zgjidhur këtë problem është ndryshimi i logjikës dixhitale nga çipi i brezit bazë për të ruajtur çipin e brezit bazë për të kursyer energji duke përdorur një 1.

Tension 8V, por kjo metodë duhet të jetë me tension më të lartë shoferi duhet të punojë në tension më të lartë. Çdo çip në telefonin tuaj. Për të shpjeguar më tej këtë metodë, si ta nivelojmë konvertuesin, le të shohim se ku rrjedh rryma në të vërtetë.

Siç tregohet në figurën 1, hyrja dixhitale e ndërprerësit analog është një tampon bazë CMOS i përbërë nga transistorë PMOS dhe NMOS të lidhur me inverterin. Shto sinjal në pinin e hyrjes I/P të tamponit. Kur tensioni i hyrjes është më i lartë se tensioni i lartë i hyrjes (VIH), voltazhi i daljes së tamponit është VDD (tensioni i furnizimit me energji elektrike), kur voltazhi i hyrjes është nën tensionin e ulët të hyrjes (VIL), voltazhi i daljes së tamponit është GND (tokë).

Kjo siguron që voltazhi i portës së çelësit analog të jetë një tension i një burimi energjie, duke bërë kështu diapazonin e sinjalit të tij. Monitorimi i njëkohshëm i kurbës karakteristike IV të paraqitur në figurën 2 gjatë monitorimit të tensionit të hyrjes nga 0 në tensionin hyrës të skanimit VDD. Kur voltazhi i hyrjes është çdo tension fundor i tensionit të furnizimit me energji, IDD bie në minimum (0μA).

Sidoqoftë, kur voltazhi i hyrjes është afër pikës së kërcimit të tamponit, IDD është rritur në mënyrë dramatike. Prandaj, kur voltazhi i hyrjes dixhitale i aplikuar në skajin I / P është një tension i burimit të energjisë, ndërprerësi analog konsumon konsumin minimal të energjisë. Kurba karakteristike ka lakoren karakteristike për shkak të tubave të ndërprerës NMOS dhe PMOS të përdorura në dizajnin e tamponit, në fakt si një rezistencë e kontrollit të tensionit.

Karakteristikat e këtyre çipave janë si më poshtë: VGS> VT-> Tubi i tranzitorit Tranzistori VGS fiket për të formuar një tension të pragut dhe një kanal përçues formohet midis burimit dhe kullimit kur voltazhi është më i lartë se tensioni. Transistori NMOS Vt është 0.9V, tranzistori PMOS Vt është -0.

9V. Prandaj, kur voltazhi i hyrjes është 0V, PMOS (M1) është në gjendje të ndezur, dhe dalja e fazës së parë është VDD. Në fazën e dytë, pajisja NMOS (M5) është në një gjendje në të cilën buferi ka një dalje totale prej 0V.

Rritja e tensionit të hyrjes së tamponit (para arritjes së rrymës maksimale) shkaktoi rezistencën e rezistencës së M1 (M1 fillon të fiket) dhe m5 e rënies së rezistencës (M5 filloi të ndizet), atëherë do të shohim VDD dhe GND. U formua kanali i hiper-rezistencës. Rritja e mëtejshme e tensionit të hyrjes do të shkaktojë vetëm një transistor në çiftet e tranzitorit hyrës dhe dalës të tamponit.

Ne përdorim parimet e mësipërme për të vazhduar analizimin e rasteve të ndërprerësit analog, merrni parasysh përdorimin e çelsave analoge ADG884 të Adi për të kaluar midis zileve rrotulluese të telefonit celular dhe të folurit. Sinjali i kontrollit nga çipi dixhital i brezit bazë është 1.8V.

Siç tregohet në Fig. 2, nëse çelësi i simuluar drejtohet drejtpërdrejt me një sinjal dixhital prej 1.8V, rryma e furnizimit me energji elektrike duhet të jetë 120μA.

Nëse voltazhi i hyrjes dixhitale të çelësit analog është më i lartë se 3.8 V, atëherë konsumi i energjisë duhet të jetë në të vërtetë 0. Prandaj, në mënyrë që ndërprerësi analog të funksionojë në zonën më të ulët të fuqisë, sinjali dixhital i çipit dixhital të brezit bazë duhet të shndërrohet në një tension më të lartë.

Paketa ultra e vogël e Adi SC70 dhe zakonisht konsumon vetëm 0.1μA rrymë, pasi një konvertues niveli është shumë i përshtatshëm për këtë punë. Siç tregohet në Fig.

3, mund të lidhet me tensionin e furnizimit me energji të çipit të brezit bazë dhe tensionin e furnizimit me energji të çelësit analog dhe të konvertojë nivelin logjik midis dy çipave. Sigurisht, çelësi analog në shembullin e mësipërm mund të jetë çdo çip që punon me tensione më të larta. Telefonat celularë bashkëkohorë përbëhen nga shumë qarqe të integruara CMOS (IC) për të kryer funksione të ndryshme, si audio dhe video dhe kamera dixhitale.

Këto IC zakonisht punojnë nën çdo tension nga 5 V në 1.8 V, ndonjëherë edhe me tension më të ulët të furnizimit me energji elektrike. Si përmbledhje, ne përdorim nivele të kursimit të energjisë për të zgjatur jetën e baterisë.

Duhet të merren parasysh faktorët e mëposhtëm: telefonat celularë të nivelit të ulët zakonisht përdorin bateri me kapacitet 600 mAh. Koha e gatishmërisë së baterisë së telefonit të nivelit të ulët është 300 orë (HR), dhe rryma nominale e saj është 2 mA. Nëse një zhvendosje e nivelit nuk kryhet, çelësi analog i përdorur në këtë shembull do të thithë rrymën prej 4.

8%, por nëse konvertohet vetëm niveli i mësipërm, thithet vetëm 0.04% rrymë.