智能电话电源管理系统的重要设计技术

3.3V的电源管理系统。在本方案中，以100％占空比工作的降压变换器使得电压快跌落到3.3V以下的锂离子电池也能提供3.3V的I/O轨。功率放大器和CPU电源电压轨的动态电压调节技术通过提高每一种元件的效率而降低了功耗。

集成化的解决方案

最新的工艺技术大大方便了现有的基于分立IC的设计的集成、快速修改和/或利用，以提供不同层次的集成化IC。例如，现在已经开始提供的有：通用型双重开关变换器IC和双重高PSRR、低噪声线性稳压器，专用白光LED电源，蜂窝电话、PDA和数码相机多轨电源管理系统解决方案。图5所示的集成解决方案中，面向最终设备的电源IC带有集成的外设。 在本解决方案中，3.3V I/O轨由一个SEPIC变换器提供，它可以让锂离子电池供电电压降到最低的水平(约2.7V)。与分立式的解决方案相同的是，稳压器提供的电压轨从3.3V获得，以提高效率。PA和CPU电源轨的动态电压调节有助于通过每一部件效率的提高来降低功耗。

分立还是集成?

一般说来，集成化的IC比多个额定指标相同的IC要便宜。此外，集成化的IC占用的电路板面积要少于执行相同功能的分立IC设计。集成的IC还可以包括原来由分立IC提供的电源轨、振动和LED驱动的顺序控制等一些功能。

过去，集成化的IC高度专用化，没有很大的灵活性。因此，它们不能满足设计循环的后期阶段出现的较大改动。然而，新的制造工艺技术，包括为了输出电压轨编程控制和封装后修调而集成的E2PROM，使得对现有IC(如固定的输出电压不同)的"仔细调整"变得更加容易、快速和便宜。另一方面，一个集成化的IC通常没有第二个供应源，这也使得人们不得不采用分立的解决方案。

集成的优势

上述的电源解决方案采用了集成化程度不同的电源IC。将模拟电源IC的一部分或者全部与数字部件(像基带处理器)集成起来，将带来更大的PCB空间节约和总体成本的降低。过去，阻碍更高层次上的数字和模拟部件的集成因素，是复杂的电子系统的每一部分各不相同的要求。数字基带部分需要高密度的处理能力以实现数字信号处理，而模拟基带和电源部分需要采用电压更高的器件。RF部分(具体说来是PLL)需要采用针对高频工作而进行了优化的BiCMOS器件。

过去，数字电路的设计者负责工艺的开发，仅仅追求高密度的工艺，故需要大电压的器件只能在不同的工艺中实现，这样便需要独立制作数字IC。近来，半导体制造商们不但已经开发出单一化的、采用了更细栅长(以实现高密度和高速度)的BiCMOS工艺，而且还能实现承受更高电压的、针对更多模拟和电源应用的器件。最终，很多数字和模拟功能，包括电源管理、都将集成到单块芯片上。

未来的挑战

如今的消费者需要功能更丰富、充电工作时间更长的智能电话。新开发的IC 制造工艺能保证更低的漏电流和更小的电阻。这就意味者FET的静态电流和导通电阻更低，最终，这会带来效率更高的电源IC。

不过，与不断变化的半导体技术不同，电池技术还没有进步到不增大尺寸就可以实现更长寿命的程度。

最近，电容器开发方面的进展正在让可充电电池和电容之间的界线变得模糊起来。高能超级电容目前正用于在插拔电池时驱动便携式装置。高能量、大功率的超电容可以在很短时间内提供很大的电流，因此，可以用来代替电池发出能量脉冲。这些超电容在静态下逐步完成充电，已经集成到电池组中。

有人也在谈论燃料电池，不过，目前一次性使用的料罐还没有标准化。此外，燃料电池的瞬态输出响应较差。至少在初期，燃料电池只能作为一种电池的补充手段而非电池的替代品引入市场。

不过以更低的工作电压实现更高的功能，一般也需要更多的容限要求，而且需要低噪声电路设计。例如，在1.2V电压轨下保证±3%的容限，就需要让输出的变换不要超过±36mV，而在3.3V电压轨下，保证±3%的容限则意味着电压的变化可以为±99mV 。因此，对于容限更小、电流更大、效率更高、EMI极低而封装很小的DC/DC变换器的需求在未来几年内将出现上升。

结语

不同水平的IC集成正在简化便携式电源电子产品的设计。具体来说，便携式电子产品的系统设计者们无需担心其装置的电源管理问题。集成化程度不同的电源管理将帮助他们最大限度提高电池工作时间，而占用的电路板面积最小，成本最低。