Telefonunuzun pil ömrünü uzatmak için basit bir IC kullanın

著者：Iflowpower – Olupese Ibusọ Agbara to ṣee gbe

Cep telefonu güç tüketimini azaltmak ve pil ömrünü uzatmak her cep telefonu tasarım mühendisinin hedefidir. Tasarım mühendisleri, güç tüketimini en aza indirmeye devam edecek olan modern cep telefonları gibi MP3 çalarlar, kameralar ve tam motorlu videolar eklemeye devam ediyor. Cep telefonunun güç kaynağı voltajını önemli çip (analog temel bant çipi ve dijital temel bant çipi gibi) azaltın - 2 olabilir.

8V hatta 1.8V - Güç tüketimini azaltmanın bir yolu. Ancak tasarım mühendisi yüksek besleme voltajlarına sahip bir veya daha fazla destek çipini elinde tutmak zorunda kaldığında bir sorun ortaya çıkar.

En yaygın olanı ise akıllı telefonların ekstra fonksiyonlarının daha fazla olmasıdır. Örneklerden biri de tel zil sesidir, zira ses sinyali tepe aralığı yaklaşık 3.2V olduğundan bu zil seslerini meydana getiren ve ileten devre genellikle 4&39;tür.

2V güç kaynağı voltajı. Bu şekilde temel bant ile zil sesi devreleri arasındaki arayüzde sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu problemi örneklemek için, sesi veya zil sesini hoparlöre iletmek için analog bir anahtar kullanabiliriz.

Bu iki tip devreyi aynı blok (PCB) üzerinde dönüştürmek için güç tüketimi kullanılır veya taban bant çipindeki düşük voltajlı dijital mantık sürücü analog anahtarı kullanılır. Ancak, son yöntemin, güç kaynağı voltajını düşürmek için temel bant çipinden elde edilen güç tüketimini kaybedebileceği unutulmamalıdır, çünkü analog anahtar ideal olmayan modda çalıştığında, çok fazla perfüzyon akımı olacaktır. Bu sorunu çözmenin basit bir yolu, güç tasarrufu sağlamak için temel bant çipini korumak amacıyla temel bant çipindeki dijital mantığı değiştirmektir.

8V voltaj ama bu yöntemde sürücünün daha yüksek voltajda çalışması gerekir. Telefonunuzdaki herhangi bir çip. Bu yöntemi daha iyi açıklamak için, dönüştürücüyü nasıl düzleştireceğimizi, akımın gerçekte nereden aktığını görelim.

Şekil 1’de görüldüğü gibi analog anahtarın dijital girişi, invertere bağlı PMOS ve NMOS transistörlerden oluşan temel bir CMOS tamponudur. Tamponun I/P giriş pinine sinyal ekleyin. Giriş voltajı, giriş yüksek voltajından (VIH) yüksek olduğunda tamponun çıkış voltajı VDD (güç kaynağı voltajı), giriş voltajı giriş düşük voltajından (VIL) düşük olduğunda ise tamponun çıkış voltajı GND (toprak) olur.

Bu, analog anahtarın kapı voltajının bir güç kaynağı voltajı olmasını sağlayarak sinyal aralığını oluşturur. Şekil 2&39;de gösterilen IV karakteristik eğrisinin eş zamanlı olarak izlenmesi, giriş geriliminin 0&39;dan VDD&39;ye taranarak izlenmesiyle gerçekleştirilir. Giriş gerilimi güç kaynağı geriliminin herhangi bir uç gerilimi olduğunda IDD minimuma (0μA) düşer.

Ancak giriş voltajı tamponun atlama noktasına yakın olduğunda IDD&39;nin önemli ölçüde arttığı görülmektedir. Dolayısıyla I/P ucuna uygulanan dijital giriş gerilimi güç kaynağının gerilimi olduğunda analog anahtar minimum güç tüketimini tüketir. Karakteristik eğrisi tampon tasarımında kullanılan NMOS ve PMOS anahtarlama tüplerinden dolayı, aslında bir gerilim kontrol direnci olarak kullanılan karakteristik eğridir.

Bu çiplerin özellikleri şu şekildedir: VGS>VT->Transistor Tube Tutor VGS transistörü kapatılarak eşik gerilimi oluşturulur ve gerilim kaynaktan yüksek olduğunda kaynak ile drenaj arasında iletken bir kanal oluşur. NMOS transistör Vt&39;si 0,9V&39;tur, PMOS transistör Vt&39;si -0&39;dır.

9V. Dolayısıyla giriş gerilimi 0V olduğunda PMOS (M1) açık durumdadır ve birinci katın çıkışı VDD&39;dir. İkinci aşamada NMOS (M5) aygıtı, tamponun toplam çıkışının 0V olduğu bir durumdadır.

Tampon giriş voltajının artması (maksimum akıma ulaşmadan) M1&39;in empedansının düşmesine (M1 kapanmaya başlar) ve m5&39;in empedansının düşmesine (M5 açılmaya başlar) sebep olur, o zaman VDD ve GND&39;yi görürüz. Hiper-empedans kanalı oluştu. Giriş voltajının daha da artırılması tamponun giriş ve çıkış transistör çiftlerinde yalnızca bir transistörün bulunmasına neden olacaktır.

Yukarıdaki prensipleri kullanarak analog anahtarlama örneklerini analiz etmeye devam ediyoruz; cep telefonunun dönen halkaları ile konuşma arasında geçiş yapmak için Adi&39;nin ADG884 analog anahtarlarını kullanmayı düşünün. Dijital taban bant çipinden gelen kontrol sinyali 1.8V&39;tur.

Şekil&39;de görüldüğü gibi; 2, simüle edilen anahtar doğrudan 1,8V&39;luk bir dijital sinyalle sürülürse, güç kaynağı akımı 120μA olmalıdır.

Analog switch&39;in dijital giriş voltajı 3,8V&39;tan büyük ise güç tüketimi gerçekte 0 olmalıdır. Dolayısıyla analog anahtarın en düşük güç alanında çalışmasını sağlamak için, dijital taban bant çipinin dijital sinyalinin daha yüksek bir voltaja dönüştürülmesi gerekmektedir.

Adi&39;nin SC70 ultra küçük paketi ve genellikle sadece 0.1μA akım tüketir, seviye dönüştürücü olarak bu iş için çok uygundur. Şekil&39;de görüldüğü gibi;

3, temel bant çipinin güç kaynağı voltajına ve analog anahtarın güç kaynağı voltajına bağlanabilir ve iki çip arasındaki mantık seviyesini dönüştürebilir. Elbette, yukarıdaki örnekteki analog anahtar daha yüksek voltajlarda çalışan herhangi bir çip olabilir. Günümüz cep telefonları, ses, görüntü ve dijital kameralar gibi farklı işlevleri yerine getirmek için birden fazla CMOS entegre devresinden (IC) oluşmaktadır.

Bu IC&39;ler genellikle 5V ile 1.8V arasındaki herhangi bir voltajda, hatta bazen daha düşük güç kaynağı voltajlarında çalışır. Özetle, pil ömrünü uzatmak için güç tasarrufu seviyelerini kullanıyoruz.

Aşağıdaki faktörler göz önünde bulundurulmalıdır: Düşük seviyeli cep telefonları genellikle 600mAh kapasiteli batarya kullanır. Alt segment telefonun pil bekleme süresi 300 saat (HR), nominal akımı ise 2mA. Eğer seviye kaydırması yapılmazsa bu örnekte kullanılan analog anahtar 4&39;ün akımını çekecektir.

%8&39;dir, ancak sadece yukarıdaki seviye dönüştürülürse sadece %0,04 akım çekilir.