Sử dụng IC đơn giản để kéo dài thời lượng pin của điện thoại

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Dobavljač prijenosnih elektrana

Giảm mức tiêu thụ điện năng của điện thoại di động và kéo dài tuổi thọ pin là mục tiêu của mỗi kỹ sư thiết kế điện thoại di động. Các kỹ sư thiết kế liên tục bổ sung máy nghe nhạc MP3, máy ảnh và máy quay video toàn cảnh như điện thoại di động hiện đại, giúp giảm thiểu mức tiêu thụ điện năng. Giảm điện áp cung cấp cho chip quan trọng của điện thoại di động (như chip băng tần tương tự và chip băng tần kỹ thuật số) - có thể là 2.

8V hoặc thậm chí 1.8V - một phương pháp giảm mức tiêu thụ điện năng. Nhưng khi kỹ sư thiết kế phải giữ lại một hoặc nhiều chip hỗ trợ có điện áp cung cấp cao thì lại nảy sinh vấn đề.

Điểm chung nhất là chức năng bổ sung của điện thoại thông minh sẽ cao hơn. Một ví dụ là nhạc chuông chuỗi, vì dải đỉnh tín hiệu âm thanh là khoảng 3,2V, nên mạch xuất hiện và truyền những nhạc chuông này thường là 4.

Điện áp cung cấp 2V. Theo cách này, vấn đề sẽ xảy ra ở giao diện giữa mạch băng tần cơ sở và mạch nhạc chuông. Để minh họa cho vấn đề này, chúng ta nên sử dụng một công tắc tương tự để chuyển giọng nói hoặc nhạc chuông sang loa ngoài làm ví dụ.

Để chuyển đổi hai loại mạch này trên cùng một khối (PCB), người ta sử dụng mức tiêu thụ điện năng hoặc sử dụng công tắc tương tự ổ đĩa logic kỹ thuật số điện áp thấp trong chip băng tần cơ sở. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng phương pháp sau có thể làm mất điện năng tiêu thụ thu được từ chip băng tần cơ sở để giảm điện áp cung cấp, vì khi công tắc tương tự hoạt động ở chế độ không lý tưởng, sẽ có rất nhiều dòng điện tưới. Một cách đơn giản để giải quyết vấn đề này là thay đổi logic kỹ thuật số từ chip băng tần cơ sở sang chip băng tần cơ sở để tiết kiệm điện năng bằng cách sử dụng 1.

Điện áp 8V, nhưng phương pháp này phải có điện áp cao hơn, trình điều khiển phải hoạt động ở điện áp cao hơn. Bất kỳ chip nào trong điện thoại của bạn. Để giải thích rõ hơn về phương pháp này, cách cân bằng bộ chuyển đổi, chúng ta hãy xem dòng điện thực sự chạy qua đâu.

Như thể hiện trong Hình 1, đầu vào kỹ thuật số của công tắc tương tự là bộ đệm CMOS cơ bản bao gồm các bóng bán dẫn PMOS và NMOS được kết nối với bộ biến tần. Thêm tín hiệu vào chân đầu vào I/P của bộ đệm. Khi điện áp đầu vào cao hơn điện áp cao đầu vào (VIH), điện áp đầu ra của bộ đệm là VDD (điện áp nguồn), khi điện áp đầu vào thấp hơn điện áp thấp đầu vào (VIL), điện áp đầu ra của bộ đệm là GND (đất).

Điều này đảm bảo rằng điện áp cổng của công tắc tương tự là điện áp của nguồn điện, do đó tạo ra phạm vi tín hiệu của nó. Đồng thời theo dõi đường cong đặc tính IV được hiển thị trong Hình 2 trong khi theo dõi điện áp đầu vào từ 0 đến VDD bằng cách quét điện áp đầu vào. Khi điện áp đầu vào bằng bất kỳ điện áp cuối nào của điện áp nguồn, IDD giảm xuống mức tối thiểu (0μA).

Tuy nhiên, khi điện áp đầu vào gần điểm nhảy của bộ đệm, IDD đã tăng lên đáng kể. Do đó, khi điện áp đầu vào kỹ thuật số được áp dụng cho đầu I/P là điện áp của nguồn điện, công tắc tương tự sẽ tiêu thụ điện năng tối thiểu. Đường cong đặc trưng có đường cong đặc trưng do các ống chuyển mạch NMOS và PMOS được sử dụng trong thiết kế bộ đệm, thực chất là điện trở điều khiển điện áp.

Đặc điểm của các chip này như sau: VGS> VT-> Transistor Tube Tutor Transistor VGS bị tắt để tạo ra điện áp ngưỡng và một kênh dẫn được hình thành giữa cực nguồn và cực thoát khi điện áp cao hơn điện áp. Vt của bóng bán dẫn NMOS là 0,9V, Vt của bóng bán dẫn PMOS là -0.

9V. Do đó, khi điện áp đầu vào là 0V, PMOS (M1) ở trạng thái bật và đầu ra của tầng đầu tiên là VDD. Ở giai đoạn thứ hai, thiết bị NMOS (M5) ở trạng thái mà bộ đệm có tổng điện áp đầu ra là 0V.

Điện áp đầu vào bộ đệm tăng (trước khi đạt đến dòng điện tối đa) khiến trở kháng của M1 (M1 bắt đầu tắt) và trở kháng của m5 giảm (M5 bắt đầu bật), sau đó chúng ta sẽ thấy VDD và GND. Kênh siêu trở kháng được hình thành. Việc tăng thêm điện áp đầu vào sẽ chỉ tạo ra một bóng bán dẫn trong cặp bóng bán dẫn đầu vào và đầu ra của bộ đệm.

Chúng tôi sử dụng các nguyên tắc trên để tiếp tục phân tích các trường hợp chuyển mạch tương tự, hãy cân nhắc sử dụng công tắc tương tự ADG884 của Adi để chuyển đổi giữa chuông quay trên điện thoại di động và giọng nói. Tín hiệu điều khiển từ chip băng tần kỹ thuật số là 1,8V.

Như thể hiện trong HÌNH. 2, nếu công tắc mô phỏng được điều khiển trực tiếp bằng tín hiệu số 1,8V thì dòng điện cung cấp phải là 120μA.

Nếu điện áp đầu vào kỹ thuật số của công tắc tương tự cao hơn 3,8V thì mức tiêu thụ điện năng thực tế phải bằng 0. Do đó, để làm cho công tắc analog hoạt động ở vùng công suất thấp nhất, tín hiệu số của chip băng tần cơ sở kỹ thuật số phải được biến đổi thành điện áp cao hơn.

Gói SC70 siêu nhỏ của Adi và thường chỉ tiêu thụ dòng điện 0,1μA, là bộ chuyển đổi mức rất phù hợp cho công việc này. Như thể hiện trong HÌNH.

3, nó có thể được kết nối với điện áp cung cấp của chip băng tần cơ sở và điện áp cung cấp của công tắc analog và chuyển đổi mức logic giữa hai chip. Tất nhiên, công tắc tương tự trong ví dụ trên có thể là bất kỳ con chip nào hoạt động ở điện áp cao hơn. Điện thoại di động hiện đại bao gồm nhiều mạch tích hợp CMOS (IC) để thực hiện các chức năng khác nhau, chẳng hạn như âm thanh, video và máy ảnh kỹ thuật số.

Các IC này thường hoạt động ở bất kỳ mức điện áp nào từ 5V đến 1,8V, đôi khi thậm chí còn ở mức điện áp cung cấp thấp hơn. Tóm lại, chúng tôi sử dụng các mức tiết kiệm điện năng để kéo dài tuổi thọ pin.

Cần cân nhắc những yếu tố sau: điện thoại di động cấp thấp thường sử dụng pin dung lượng 600mAh. Thời gian chờ của pin của điện thoại cấp thấp là 300 giờ (HR) và dòng điện định mức là 2mA. Nếu không thực hiện thay đổi mức, công tắc tương tự được sử dụng trong ví dụ này sẽ hấp thụ dòng điện 4.

8%, nhưng nếu chỉ chuyển đổi ở mức trên thì chỉ có 0,04% dòng điện được hấp thụ.