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3G手机中的电源管理趋势

时间:03-31 来源:电子产品世界 点击:

及无电感器型降压DC/DC转换器。LTC3251的扩频振荡器被设计成可产生频率介于1MHz与1.6MHz之间而周期为随机变化的时钟脉冲,这拥有将开关噪声分散到整个频率范围上的好处。LTC3251的典型应用电路如图3所示。

  拍照及流送视频

很多3G手机都能拍照甚至流送视频,但当消费者开始接受在其手机中拥有这些内置相机时,他们却要求拥有质量更高的摄影能力。改进过的图像传感器及光学系统很容易利用,但高质量的“闪光”照明却要求给予特别关注。闪光灯对于获得良好的摄影性能是非常关键,因此当准备在尺寸很小且结构紧凑的3G手机上实现时必须进行仔细考虑。

两百万像素相机手机上内置闪光灯的尺寸及性能是系统设计师需考虑的两个关键因素。已有两种实用的闪光照明选择:白光LED及闪光灯,表2给出了LED与闪光灯的性能比较。除其它优点外,LED还具有可连续工作能力及低密度支持电路的优势。

但闪光灯拥有一些特别重要的高质量摄影特性。其线源光输出是点源LED的数百倍,故可在宽范围内获得密集且容易发散的光线。此外,5500oK至6000oK的闪光灯色温与自然光非常接近,可消除白光LED在蓝光峰值输出时所需的色彩校正。

大多数设计师都希望拥有氙闪光灯的性能特征,但他们必须保证其电路尺寸及复杂性不会反过来影响其实际实现。为更好地了解与此任务有关的设计困难,人们必须仔细考虑闪光灯实物尺寸及其进行安全与正确工作所需的支持电路。

闪光灯通常是一个充满氙气的圆柱形玻璃外壳,其阳极与阴极都直接与氙气接触,而沿灯外表面分布的触发电极则不与氙气接触。气体击穿电位在数千伏范围,一旦发生击穿,灯阻抗即会低于1W,而流过击穿气体的高电流即会产生强烈的可见光。

闪光灯由触发电路及可产生高瞬态电流的储能电容控制。工作时,闪光电容器一般被充电至300V。一开始电容器不能放电,因为灯处于高阻抗。但当触发电路接到命令后即会给灯施加数千伏的高压,于是灯被击穿,从而使电容器放电。对闪光重复率的主要限制是灯能否安全散热,第二限制是充电电路对闪光电容器充分充电所需的时间。但根据目前的可用输入功率、电容值及充电器电路特性可达1至5秒之间的充电时间。

一个闪光电容器充电器基本上是一种具有某些特殊能力的变压器耦合升压转换器。当其 "充电" 控制线为高电位时,稳压器同步内部功率开关,使升压变压器产生高压脉冲,然后这些脉冲再被整流和滤波,即产生300V的直流输出,其转换效率高达80%。

凌特提供一种可满足以上所有技术及性能要求的完整闪光灯电路。此外,该解决方案还利用LT3468-1(一种采用SOT-23封装的照相闪光电容器充电器)来提供适合3G手机所需的紧凑外形。

请看图4左上方的电容器充电电路,增加一个肖特基二极管D2来安全箝位T1引起的反向瞬态电压。升压变压器T2则产生高压触发脉冲。假设C1被完全充电,则当Q1-Q2使Q3导通后,C2将电流储存进T2主端。然后T2副端再将高压触发脉冲提供给闪光灯,使其电离并导电。C1通过灯放电并发光。整个电路占位面积小于400mm2且高度不超过6mm (包括闪光灯在内)。

  给电池充电

事实上所有3G手机都在将锂离子电池作为其主要电源,但由于散热及空间有限,故必须仔细考虑应选用何种类型的电池充电器,以及需要有哪些特性才能对电池进行安全及精确的充电。

消除 “热点”但仍能快速充电及保持非常小的设计。线性锂离子电池充电器的一个明显趋势是继续减少封装尺寸,但不太明显的趋势是在充电周期(尤其在高电流)用来冷却IC所需的空间或通风。充电器功耗可提高IC的结温,而这种温度的升高再加上环境温度可达到足够高的水平,使IC过热并降低电路可靠性。此外,如果过热,很多充电器会停止充电周期,且只有当结温下降后才恢复工作。如果高温条件继续存在,则这种 “停止和开始”的循环往复也将继续发生,从而延长充电时间。为减少这些风险,用户只能选择通过减少充电电流来延长充电时间或增加多些板面积来散热,从而由于增加PCB散热面积及热保护材料而增加整个系统成本。

对此问题有两种解决方案。首先,需要一种智能型线性锂离子电池充电器,这种充电器不必为担心散热而牺牲PCB面积、并采用一种可监视其自身结温以防止过热的小型热增强型封装。如果达到预置温度门限,充电器能自动减少充电电流来限制功耗,从而使芯片温度保持在一个安全水平。第二种解决方案是采用一种即使充电电流很高也几乎不发热的充电器,这要求使用脉冲充电器,它是一种完全不同于线性充电器的技术。脉冲充电器依靠经

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