电子书设计关键：将电源管理融入设计

笔者按：和摩托罗拉天津研究院院长刘建勇博士聊起第六届便携产品设计与电源管理技术研讨会时，关于会议的名字，刘博士很有些想法，他饶有兴味的说：“别看产品设计与电源貌似是两件事儿，合在一起看主题有点特别，但实则取得非常好，细细想来，在产品设计的初期就必须把电源管理考虑进去，就像考虑设计成本一样。将电源管理融入便携产品设计的血液，这是一种设计思路的转变。”下面就和大家一起分享一下第六届便携产品设计与电源管理技术研讨会上呈现的最新电源管理技术和设计理念。

E-book电源设计策略

电子书无疑是目前便携电子市场最热门的应用，那么电子书的最大竞争力和卖点是什么呢？电子书的电源设计应该注意什么？电子书的屏幕如何实现与众不同呢？怎样实现电子书的超长待机时间呢？TI半导体事业部业务拓展工程师王轶就这些大家所关注的问题一一进行了分析探讨。

王轶指出，E-book与其它电子产品的不同之处在于具有一个特殊的屏，在电子书断电之后仍可显示图像，电子书最重要的就是屏。目前电子书的屏幕技术比较单一，要实现与其他厂商的差异化就必须保证电子书有很长的寿命，不会因时间久而老化。同时，产品的优劣还可以通过液晶屏翻页显示的快慢来检验。在谈到，E- book超长待机的设计考虑时，王轶指出，TI E-reader最大的卖点是超长待机时间，最长可达三个月。

关于锂电池的电池管理，王轶则表示，锂电池很好用，但是也会有危险，会产生各种各样的爆炸。对与锂电池的电池管理来说有几个基于安全的考虑。第一，充电最佳温度是 0～45℃，必须把温度考虑到充电管理里面去。第二，充电时间，充电截止不可能说一点电都充不进去，所以需要注意什么时候要待机，一般充电是在二分之一的时候就把它关掉。就充电过程来说，首先是电池电压，如下图所示，蓝色的是电压，红色的是电流，如果电池介于2和3之间，这个时候需要注意。这叫充电交流，慢慢给它充电，之后电压会不断地提高，等降到一定程度的时候，说明充电可以截止了。还有就是28定律，在充电的时候，只用20%～30%的时间就能把电池 80%的充满。



新一代OptiMOS满足高效低耗需求

更高效地使用能源，也就是说消耗更少的电能，是确保未来能源安全的最有效的途径，英飞凌一直致力于为工业、电信、消费类电子设备和家电等领域的产品提供高效的MOSFET解决方案。英飞凌资深应用工程师张家瑞重点介绍了其新一代OptiMOS产品及解决方案。通过采用OptiMOS器件，便携产品电源设计人员将能够减少产品的用电量，降低其热负载，甚至缩小其尺寸。

张家瑞指出，英飞凌的新一代OptiMOS是一次全面的效率提升。原先旧的产品切换比率高了以后，效率减少的幅度很大，但是对于新一代OptiMOS来说，效率减少的幅度很小，对于一些要求高功率，高切换率的器件OptiMOS是一个非常理想的选择。

在谈到英飞凌MOSFET产品新的发展方向时，张家瑞表示，以英飞凌25V OptiMOS产品为例，就需要仰仗一些新的封装方式来进行产品拓展。25V OptiMOS分立式器件采用三种封装形式：SuperSO8、CanPAK和超小的S3O8封装。S3O8封装尺寸仅为3.3×3.3mm。若采用 S3O8封装，一个六相转换器的外形尺寸仅为1,120mm2，比另外两种封装分别缩小45%至55%。



相对于采用低导通电阻沟槽技术和超低栅极电荷横向MOSFET概念的器件，25V OptiMOS器件在能效优值方面表现更为出色。在导通电阻相同的情况下，全新的OptiMOS 25V器件的栅极电荷，比采用最接近的沟槽工艺制造的器件低35%，而其输出电荷比最佳的横向MOSFET器件低一半。

电源管理——便携产品设计的成功要素

在进行便携式产品设计时，成功的关键要素有哪些呢？效率首当其冲。对于便携式产品来说，效率是非常关键的。你能提供越高的转换效率就可以让电池工作得时间越久，也可以满足绿色能源设计。第二，所谓便携必须要易于携带，产品要做得很小，从IC角度也要用很少的封装来提供更小的能量。这个跟高效是分开的。要用很小的封装，集成更多的功能。外围元器件用得越少越好，芯片高度集成，也不需要用很多的电杆、电路。小巧非常重要。第三，安全，这一点无论是消费类电子，还是其他类电子，安全是很重要的。货温保护、反压都是不可少的。第四，要易于使用和设计。易于设计，我的元器件要非常少，非常简单。这四个是便携式产品设计的关键因素。

AATI现场应用工程部经理毛铮再提出以上四大要素时将效率放在了考虑的第一位。能源转换效率的提升，得益于优秀的电源管理设计。毛铮和现场数百名专业听众一起分享了AATI在电源管理上的最新技术和产品。此外，AATI过压保护和动态充电管理，以及接口保护解决方案也激起了现场听众浓厚的兴趣。



作者：温南兰