اپنے فون کی بیٹری کی زندگی کو بڑھانے کے لیے ایک سادہ آئی سی کا استعمال کریں۔

Tác giả ：Iflowpower – Добављач преносних електрана

سیل فون کی بجلی کی کھپت کو کم کرنا اور اس کی بیٹری کی زندگی کو بڑھانا ہر موبائل فون ڈیزائن انجینئر کا مقصد ہے۔ ڈیزائن انجینئرز مسلسل MP3 پلیئرز، کیمرے، اور مکمل موٹر ویڈیوز جیسے کہ جدید موبائل فونز شامل کر رہے ہیں، جو بجلی کی کھپت کو کم سے کم کرتے رہیں گے۔ موبائل فون کی اہم چپ کی پاور سپلائی وولٹیج کو کم کریں (جیسے اینالاگ بیس بینڈ چپ اور ڈیجیٹل بیس بینڈ چپ) - 2 ہو سکتا ہے۔

8V یا یہاں تک کہ 1.8V - بجلی کی کھپت کو کم کرنے کا ایک طریقہ۔ لیکن جب ڈیزائن انجینئر کو ہائی سپلائی وولٹیج کے ساتھ ایک یا زیادہ سپورٹ چپس کو برقرار رکھنا چاہیے، تو ایک مسئلہ ہوتا ہے۔

سب سے عام یہ ہے کہ اسمارٹ فونز کا اضافی کام زیادہ ہوگا۔ مثالوں میں سے ایک سٹرنگ رنگ ٹون ہے، چونکہ آڈیو سگنل کی چوٹی کی حد تقریباً 3.2V ہے، اس لیے جو سرکٹ ہوتا ہے اور ان رنگ ٹون کو منتقل کرتا ہے وہ عام طور پر 4 ہوتا ہے۔

2V پاور سپلائی وولٹیج۔ اس طرح، بیس بینڈ اور رنگ ٹون سرکٹس کے درمیان انٹرفیس میں مسائل پیدا ہوتے ہیں۔ اس مسئلے کو واضح کرنے کے لیے، ہمیں بطور مثال اسپیکر پر آواز یا رنگ ٹون تبدیل کرنے کے لیے ایک اینالاگ سوئچ استعمال کرنا چاہیے۔

ان دو قسم کے سرکٹس کو ایک ہی بلاک (PCB) پر تبدیل کرنے کے لیے، بجلی کی کھپت کا استعمال کیا جاتا ہے، یا بیس بینڈ چپ میں کم وولٹیج ڈیجیٹل لاجک ڈرائیو اینالاگ سوئچ استعمال کیا جاتا ہے۔ تاہم، یہ واضح رہے کہ بعد کا طریقہ پاور سپلائی وولٹیج کو کم کرنے کے لیے بیس بینڈ چپ سے حاصل کردہ بجلی کی کھپت کو کھو سکتا ہے، کیونکہ جب اینالاگ سوئچ غیر مثالی موڈ میں کام کر رہا ہو گا، تو بہت زیادہ پرفیوژن کرنٹ آئے گا۔ اس مسئلے کو حل کرنے کا ایک آسان طریقہ بیس بینڈ چپ سے ڈیجیٹل لاجک کو تبدیل کرنا ہے تاکہ بیس بینڈ چپ کو برقرار رکھا جا سکے تاکہ 1 کا استعمال کرتے ہوئے بجلی کی بچت کی جا سکے۔

8V وولٹیج، لیکن یہ طریقہ زیادہ وولٹیج ہونا چاہیے ڈرائیور کو زیادہ وولٹیج پر کام کرنا چاہیے۔ آپ کے فون میں کوئی بھی چپ۔ اس طریقہ کی مزید وضاحت کرنے کے لیے، کنورٹر کو کیسے برابر کرنا ہے، آئیے دیکھتے ہیں کہ کرنٹ دراصل کہاں بہہ رہا ہے۔

جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے، اینالاگ سوئچ کا ڈیجیٹل ان پٹ ایک بنیادی CMOS بفر ہے جس میں PMOS اور NMOS ٹرانجسٹرز انورٹر سے جڑے ہوئے ہیں۔ بفر کے I/P ان پٹ پن میں سگنل شامل کریں۔ جب ان پٹ وولٹیج ان پٹ ہائی وولٹیج (VIH) سے زیادہ ہوتا ہے، بفر کا آؤٹ پٹ وولٹیج VDD (پاور سپلائی وولٹیج) ہوتا ہے، جب ان پٹ وولٹیج ان پٹ لو وولٹیج (VIL) سے نیچے ہوتا ہے، بفر کا آؤٹ پٹ وولٹیج GND (گراؤنڈ) ہوتا ہے۔

یہ یقینی بناتا ہے کہ اینالاگ سوئچ کا گیٹ وولٹیج پاور سورس کا وولٹیج ہے، اس طرح اس کی سگنل رینج بنتی ہے۔ ان پٹ وولٹیج کی 0 سے VDD اسکیننگ ان پٹ وولٹیج کی نگرانی کرتے ہوئے تصویر 2 میں دکھائے گئے IV خصوصیت والے وکر کی بیک وقت نگرانی۔ جب ان پٹ وولٹیج پاور سپلائی وولٹیج کا کوئی اینڈ وولٹیج ہوتا ہے تو IDD کم سے کم (0μA) تک گر جاتا ہے۔

تاہم، جب ان پٹ وولٹیج بفر کے ہاپنگ پوائنٹ کے قریب ہے، IDD ڈرامائی طور پر بڑھ گیا ہے۔ لہذا، جب I/P اینڈ پر لاگو ڈیجیٹل ان پٹ وولٹیج پاور سورس کا ایک وولٹیج ہوتا ہے، تو اینالاگ سوئچ کم از کم بجلی کی کھپت کرتا ہے۔ بفر ڈیزائن میں استعمال ہونے والے NMOS اور PMOS سوئچ ٹیوبوں کی وجہ سے خصوصیت کے وکر میں خصوصیت کا وکر ہوتا ہے، اصل میں وولٹیج کنٹرول ریزسٹر کے طور پر۔

ان چپس کی خصوصیات حسب ذیل ہیں: VGS>VT->ٹرانزسٹر ٹیوب ٹیوٹر VGS ٹرانجسٹر کو ایک حد وولٹیج بنانے کے لیے بند کردیا جاتا ہے، اور جب وولٹیج وولٹیج سے زیادہ ہوتا ہے تو منبع اور نالی کے درمیان ایک کنڈکٹیو چینل بنتا ہے۔ NMOS ٹرانزسٹر Vt 0.9V ہے، PMOS ٹرانزسٹر Vt -0 ہے۔

9V. لہذا، جب ان پٹ وولٹیج 0V ہے، PMOS (M1) آن حالت میں ہے، اور پہلے مرحلے کا آؤٹ پٹ VDD ہے۔ دوسرے مرحلے میں، NMOS (M5) ڈیوائس ایسی حالت میں ہے جس میں بفر کی کل پیداوار 0V ہے۔

بفر ان پٹ وولٹیج میں اضافہ (زیادہ سے زیادہ کرنٹ تک پہنچنے سے پہلے) M1 کی رکاوٹ کا سبب بنتا ہے (M1 بند ہونا شروع ہو جاتا ہے) اور m5 کی رکاوٹ میں کمی (M5 آن ہونا شروع ہو جاتی ہے)، پھر ہم VDD اور GND دیکھیں گے۔ Hyper-impedance چینل تشکیل دیا. ان پٹ وولٹیج میں مزید اضافہ بفر کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ ٹرانزسٹر جوڑوں میں صرف ایک ٹرانزسٹر کا سبب بنے گا۔

ہم مندرجہ بالا اصولوں کو اینالاگ سوئچ کی مثالوں کا تجزیہ جاری رکھنے کے لیے استعمال کرتے ہیں، موبائل فون کی گھومنے والی رِنگز اور اسپیچ کے درمیان سوئچ کرنے کے لیے Adi کے ADG884 اینالاگ سوئچز کو استعمال کرنے پر غور کریں۔ ڈیجیٹل بیس بینڈ چپ سے کنٹرول سگنل 1.8V ہے۔

جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 2، اگر نقلی سوئچ براہ راست 1.8V کے ڈیجیٹل سگنل کے ساتھ چلایا جاتا ہے، تو بجلی کی فراہمی کا کرنٹ 120μA ہونا چاہیے۔

اگر اینالاگ سوئچ کا ڈیجیٹل ان پٹ وولٹیج 3.8V سے زیادہ ہے، تو بجلی کی کھپت اصل میں 0 ہونی چاہیے۔ لہذا، ینالاگ سوئچ کو سب سے کم پاور ایریا پر کام کرنے کے لیے، ڈیجیٹل بیس بینڈ چپ کے ڈیجیٹل سگنل کو زیادہ وولٹیج میں تبدیل کرنا ہے۔

Adi کا SC70 الٹرا سمال پیکیج اور عام طور پر صرف 0.1μA کرنٹ استعمال کرتا ہے، کیونکہ اس کام کے لیے لیول کنورٹر بہت موزوں ہے۔ جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

3، اسے بیس بینڈ چپ کے پاور سپلائی وولٹیج اور اینالاگ سوئچ کے پاور سپلائی وولٹیج سے منسلک کیا جا سکتا ہے اور دو چپس کے درمیان منطق کی سطح کو تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ بلاشبہ، مندرجہ بالا مثال میں اینالاگ سوئچ زیادہ وولٹیج پر کام کرنے والی کوئی چپ ہو سکتی ہے۔ عصری موبائل فونز مختلف افعال جیسے آڈیو اور ویڈیو اور ڈیجیٹل کیمرے مکمل کرنے کے لیے متعدد CMOS انٹیگریٹڈ سرکٹس (ICs) پر مشتمل ہوتے ہیں۔

یہ ICs عام طور پر 5V سے 1.8V کے درمیان کسی بھی وولٹیج کے تحت کام کرتے ہیں، بعض اوقات بجلی کی فراہمی کا وولٹیج بھی کم ہوتا ہے۔ خلاصہ طور پر، ہم بیٹری کی زندگی کو بڑھانے کے لیے بجلی کی بچت کی طاقت کی سطح استعمال کرتے ہیں۔

درج ذیل عوامل پر غور کیا جانا چاہیے: کم درجے کے موبائل فونز عام طور پر 600mAh صلاحیت کی بیٹری استعمال کرتے ہیں۔ لو اینڈ فون کا بیٹری اسٹینڈ بائی ٹائم 300 گھنٹے (HR) ہے، اور اس کا برائے نام کرنٹ 2mA ہے۔ اگر لیول شفٹ نہیں کیا جاتا ہے، تو اس مثال میں استعمال ہونے والا اینالاگ سوئچ 4 کا کرنٹ جذب کر لے گا۔

8%، لیکن اگر صرف اوپر کی سطح کو تبدیل کیا جائے تو صرف 0.04% کرنٹ جذب ہوتا ہے۔