Phương pháp Fan5902 để kéo dài thời gian sử dụng pin điện thoại di động

ليکڪ: آئي فلو پاور - Nešiojamų elektrinių tiekėjas

Pin hết hay thường xuyên sạc, điều nào đáng lo ngại hơn? Ngày nay, điện thoại di động (đặc biệt là điện thoại thông minh) đang nhanh chóng phổ biến trên toàn thế giới, bảy ngày một tuần, 24 giờ một ngày, mọi người đều trực tuyến. Người tiêu dùng dường như luôn thực hiện các cuộc gọi thoại, gửi và nhận email, gửi tin nhắn văn bản và truy cập Internet, không bao giờ biết được. Tuy nhiên, tất cả các tính năng này của điện thoại di động đều tiêu tốn pin, giữa lúc nhấp nháy và lúc pin chỉ có một nguồn điện.

Làm sao để kéo dài thời lượng pin cho điện thoại di động? Tất nhiên, về mặt lý thuyết, sử dụng pin lớn hơn để giải quyết vấn đề, nhưng người dùng luôn muốn điện thoại nhẹ, càng mượt thì càng kém mượt, nên việc tăng thời lượng pin là điều không thể chấp nhận được đối với người dùng. Các kỹ sư thiết kế tiếp tục phát triển phương pháp cải thiện hiệu suất quản lý điện năng và tập trung vào ba phần là tiêu thụ điện năng. Trong điện thoại di động, ngoài bộ xử lý băng tần cơ sở và bộ thu phát tần số vô tuyến, ba bộ phận có thể được sử dụng lần lượt là bộ khuếch đại công suất (PA), màn hình hiển thị và bộ xử lý ứng dụng/hình ảnh.

Tại sao ba phần này sẽ trở thành trọng tâm? Lý do là vì mọi người hiện đang nói chuyện với nhau và internet. Lúc này, màn hình hiển thị luôn bật; ngoài ra, PA phải hoạt động cho đến khi trạm gốc truyền các cuộc gọi thoại và dữ liệu; Cuối cùng, để xem phim trực tuyến hoặc các ứng dụng khác, các ứng dụng xử lý cũng phải luôn chạy. PA mạng 3G đặc biệt lớn khi tín hiệu yếu vì nó muốn có nhiều công suất đầu ra hơn để kết nối với trạm gốc và duy trì yêu cầu về tính tuyến tính để đảm bảo tín hiệu 3G không bị ảnh hưởng.

Công suất tiêu thụ 3GPa liên quan đến công suất đầu ra, công suất đầu ra càng lớn thì dòng điện tiêu thụ trong pin càng lớn. Khi tín hiệu truyền đi lớn hơn, tiêu thụ nhiều dòng điện hơn. Có hai công nghệ mới giúp giảm mức tiêu thụ điện năng của PA: bộ chuyển đổi DC-DC và theo dõi bao thư (envelopetracking).

Việc sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC trong điện thoại thông minh ngày càng tăng, nguyên lý hoạt động của nó là giảm điện áp cung cấp nguồn 3GPa xuống mức công suất đầu ra cần thiết và có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng. Giải pháp này có thể mang lại hai lợi ích - thứ nhất là kéo dài thời gian gọi/sử dụng, thứ hai là giảm tản nhiệt. FAN5902 của chất bán dẫn bay là bộ chuyển đổi DC-DC buck 800mA, 6MHz được thiết kế để đạt 3GPa, có thể giảm mức tiêu thụ điện năng, kéo dài thời gian kết nối/nói chuyện.

FAN5902 hoạt động với bộ xử lý băng tần cơ sở và 3GPA để giảm mức tiêu thụ điện năng. Bộ xử lý băng tần cơ sở sẽ thiết lập mức công suất đầu ra của PA theo thông tin nhận được từ trạm gốc, sau đó chuyển đổi thành điện áp điều khiển của FAN 5902 và đưa ra PA. Bằng cách điều chỉnh điện áp và dòng điện cung cấp cho PA một cách linh hoạt, FAN5902 có thể kéo dài thời gian sử dụng dữ liệu và cuộc gọi điện thoại di động ít nhất 15%.

Màn hình hiển thị là thành phần tiêu thụ điện năng lớn thứ hai sau PA, vì khi người dùng trực tuyến duyệt web, đọc email hoặc xem TV di động/Youtube? Video, màn hình hiển thị luôn ở trạng thái bật. TFTLCD hiện là công nghệ hiển thị quan trọng, sử dụng đèn LED trắng để cung cấp đèn nền. Xu hướng này thể hiện rõ hơn trên thị trường màn hình LCD kích thước lớn, điều này có nghĩa là có nhiều đèn LED trắng hơn để cung cấp đèn nền hợp lệ cho màn hình hiển thị, nghĩa là cần phải cung cấp dòng điện lớn hơn cho đèn LED và màn hình hiển thị.

Trong các điện thoại di động và điện thoại thông minh cao cấp, DynamicbacklightControl, DBC và AutoMinousControl, ALC không chỉ có thể giảm mức tiêu thụ điện năng xuống mức tối đa mà còn nâng cao trải nghiệm hình ảnh của người dùng. ALC sẽ sử dụng cảm biến ánh sáng xung quanh (AmbientlightSensor) để phát hiện cường độ ánh sáng của môi trường xung quanh và cài đặt dòng điện LED theo thuật toán trong trình điều khiển LED hoặc bộ xử lý ứng dụng. Do đó, dòng điện của đèn LED sẽ được thiết lập tùy theo điều kiện ánh sáng.

Khi môi trường xung quanh rất tối, cường độ dòng điện của đèn LED được đặt ở mức thấp, còn khi có ánh sáng mặt trời trực tiếp, cường độ dòng điện được đặt ở mức tối đa. Mặt khác, công nghệ DBC có thể điều chỉnh dòng điện LED theo nội dung hình ảnh/video trên màn hình hiển thị: Nếu nội dung của một cảnh trong phim mờ thì dòng điện LED cũng thấp; nếu cảnh sáng hơn thì ,. DBC lập trình dòng điện theo tín hiệu điều chế độ rộng xung (PWM) phát ra từ bộ xử lý hình ảnh hoặc IC điều khiển LCD và thay đổi nội dung phim được hiển thị.

Hình 3 (a) cho thấy các trường hợp hoạt động ALC và DBC thu được bằng chất bán dẫn bay thông qua chương trình phần mềm thu thập màn hình để thể hiện mức độ sáng của ánh sáng xung quanh (trái) và dòng điện LED tương ứng. Mặc dù không được giải thích đầy đủ, nhưng "thanh hiển thị màu xanh" của PWM ngoài vẫn có thể thấy mức PWM tĩnh tăng hoặc giảm theo nội dung hình ảnh hoặc phim. Fan5702 của chất bán dẫn bay là trình điều khiển đèn LED bơm điện tích 180mA với giao diện I2C, có thể cung cấp các chức năng ALC và DBC thông qua cấu hình.

Cảm biến ánh sáng xung quanh được kết nối với bộ xử lý ứng dụng hoặc bộ xử lý băng tần cơ sở, nhận dữ liệu đầu vào và xác định mức dòng điện LED thích hợp theo thuật toán về điều kiện ánh sáng bên ngoài. Dữ liệu này được gửi đến FAN 5702 thông qua giao diện I2C, sau đó cài đặt dòng điện LED theo thông tin. Chân PWM / EN của FAN5702 được lập trình cho PWM và được kết nối với IC điều khiển LCD.

Bộ phận sau sẽ gửi tín hiệu PWM đến FAN 5702 theo nội dung hình ảnh/video trên màn hình hiển thị. Hình 4 cho thấy mô-đun hệ thống FAN5702 của ALC và DBC cùng lúc. Màn hình điện thoại di động sử dụng ALC và DBC giúp tiết kiệm tới 50% điện năng tiêu thụ.

Thành phần tiêu thụ điện năng lớn thứ ba là bộ xử lý ứng dụng/hình ảnh; nếu màn hình hiển thị được bật, chipset sẽ chạy hết công suất. Tuy nhiên, nó không phải lúc nào cũng hoạt động hết công suất. Ví dụ, khi chipset chạy ở mức công suất thấp hơn, có thể sử dụng công nghệ điều chỉnh điện áp động (DVS).

Đây là giải pháp rất phù hợp với điện thoại di động và các sản phẩm điện tử cầm tay khác vì điện áp cung cấp cho chúng có thể giảm xuống mức điện áp lõi thấp hơn và cho phép chipset hoạt động ở tần số thấp hơn, do đó giúp giảm mức tiêu thụ điện năng. Ở đây, tổng của Công suất (P) và tần số (f) và điện áp lõi (V) của điện áp lõi (V) là tỷ lệ thuận. Do đó, tần số bộ xử lý càng nhanh thì mức tiêu thụ điện năng càng lớn.

Và khi điện áp lõi giảm, mức tiêu thụ điện năng cũng giảm theo bình phương tốc độ. Bộ xử lý ứng dụng có thể được cấp nguồn bởi Fan5365. FAN5365 là bộ chuyển đổi DC-DC bước 6MHz, 800mA / 1A với giao diện I2C.

Nó có thể cung cấp hiệu quả tiết kiệm điện năng tốt nhất. Giao diện I2C có thể được sử dụng để lập trình động điện áp trong phạm vi từ 12,5mV đến 1.

975V để đáp ứng yêu cầu về khả năng xử lý của chipset. Khi người dùng xem video trên web, FAN 5365 có thể cung cấp điện áp lõi 1,2V cho bộ xử lý ứng dụng để đạt được công suất xử lý tối đa và khi phim hoàn tất, điện áp sẽ giảm xuống 0.

8V, vào trạng thái làm việc ở mức thấp hơn. Hiện nay có nhiều công nghệ đơn giản hoặc phức tạp có thể cải thiện hiệu suất quản lý năng lượng tổng thể của điện thoại di động (đặc biệt là điện thoại thông minh). Bằng cách tích hợp một hoặc cả ba giải pháp quản lý năng lượng của PA, màn hình hiển thị và lõi xử lý, có thể tiết kiệm năng lượng, kéo dài thời gian làm việc di động.

Những thiết kế này xuất phát từ trải nghiệm và nhu cầu của người dùng điện thoại di động, vì người dùng thực sự quan tâm, không xuất hiện trên lớp vỏ của điện thoại di động, tôi không phải sạc điện thoại di động thường xuyên.