低功耗引领电子设计与电源技术新潮流

消费者对电子产品要求越来越高，除了产品的性能外，人们也越来越关注功耗情况。作为电子产品制造商，必须提供拥有最先进的性能，低功耗能运行更长时间的产品，满足用户的需求。低功耗正在引领电子设计与电源技术的新潮流，探索低功耗的电源管理技术，提供切实可行的解决方案，将是全球相关行业共同面临的机遇和挑战。

“数字”产品将电源设计重新定义

为了帮助业内人士了解低功耗设计技术和市场的发展趋势，给家电制造商、终端电子产品制造商、消费电子制造商、半导体芯片供应商、整体解决方案提供商及相关研发设计人员提供一个相互交流与探讨的机会，中国电子商会、北京睿嘉德信息管理咨询有限公司和北京电源行业协会在“CIPSE&IFPST 2007第六届中国国际电源产业展览会暨第六届中国国际电源科技产业论坛”期间联合举办了“2007国际低功耗设计研讨会”。研讨会上各大半导体公司如ADI、英飞凌、NXP等就数字电视、机顶盒以及消费电子、移动通信终端等产品低功耗电源系统设计等进行了深入探讨。

目前，数字化正在引领消费电子新潮流，众多以“数字”冠名的消费电子产品如数字机顶盒、数字电视和数码录像机等，正迫切期待电源管理半导体技术以全面革新的面孔迎合需求。据IDC预测，全球数字机顶盒和数字电视半导体生产规模2008年将达到93亿美元，年复合增长率为25%。可以说，每一个向数字化转变的产品都将使电源管理半导体的设计重新定义，同时促进电源管理技术蓬勃发展。

美国模拟器件公司(ADI)翟至钧博士认为，从便携式产品电源管理的发展趋势来看，需要考虑这样如下几个问题：首先是电源设计必须要从成本、性能和产品上市时间等整个系统设计来考虑；其次，便携产品日趋小巧薄型化，必须考虑电源系统体积小、重量轻的问题；另外，选用电源管理芯片力求高集成度、高可靠性、低噪声、抗干扰、低功耗、突破散热瓶颈，延长电池寿命。翟博士认为，选用具有新技术的电源芯片，将新的电源芯片应用于新的设计方案中去，是保证新产品先进性的基本条件，也是便携产品电源管理的永恒追求。

低功耗解决方案不断出新

便携产品电源设计需要系统级思维，在开发由电池供电的设备时，诸如手机、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗产品，如果电源系统设计不合理，则会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计和功率分配架构等。

NXP中国市场经理徐波认为，2G到3G，人们对移动设备概念正在发展转变。2G以通话为主，耗电主要集中于RF和基带处理以及音频功率放大器部分。3G可以说是网络时代，MP3、MP4、视频手机电视可视通话数据服务耗电大大增加。不难发现，更大的电池容量PK更高的集成度正在手机领域上演。

从事手持设备设计开发的公司，无不将低耗电视为首要的设计之一，而对于任务繁重的3G手机来说，省电更是必须严阵以待的事情。目前各大半导体厂商都在致力于发展自己的低功耗技术。IDT流量控制管理部副总裁兼总经理Thomas Brenner表示，高端手机消费者需要非常快的下载速度和高质量的回放。然而，这种速度和质量的实现不能以消耗电池为代价。“我们发现基带和应用处理器之间的这种接口是一个主要的性能瓶颈，也会增加电池消耗。显然，需要一个新的互联架构解决这个问题，所以我们与该应用领域的领先高端手机制造商和卓越的处理器供应商紧密合作，推出了M2I，M2I架构可通过采用同步时钟方法实现高性能和低电池消耗。”Thomas Brenner介绍。

ADI推出的两款D类频放大器SSM2301(单声道)和SSM2304(立体声)，特别针对手机、便携式游戏机、MP3播放器、笔记本电脑和手持媒体设备对小尺寸和电池供电低功耗的需求。这两款D类放大器通过将功耗降到最低以适合有效驱动手持或便携式消费类应用中的扬声器。

美信(Maxim)推出的低功耗并具备同时监测4路电压能力的电压监测器MAX6782和MAX6790，可用于为单节锂离子电池或多节碱性、NiCd和NiMH供电的设备提供电压监测。各通道的电压监测精度高于1%，这可使电池在进行更换或充电之间的运行时间更长。

恩智浦(NXP)半导体推出的一款新型芯片TEA5766，透过这款芯片，手机制造商可以在新产品设计中整合具有无线数据系统(RDS)功能的FM Radio。

Strategy Analytics预测，消费者对手机中整合FM Radio功能的需求将不断成长，到2010年，全球手机销售量中有45%的手机将内建有FM Radio功能。

手机电源设计涉及到很多专业技巧。尤其是智能手机快速升级，处理器所负荷的功能越来越多，功耗也越来越大。加上系统功能复杂，电源负载变化不定，这更增加了电源设计的难度。专家认为，通信产品日新月异，手机对很多人来说都不光是“电话”这么简单了。今天的手机普遍都带有多媒体播放、摄像头、笔记本以及多通信制式和多频段通话、通信功能。小小的一部手机其实已集成了多种独当一面的高科技精华在内。无论电源技术如何继续发展，低功耗将会是工程师永远的设计指导方向。在低功耗电源设计中，电源精确度、省电模式等，都是设计工程师将要面临的问题。