应对智能终端散热与电源管理新挑战

2013-11-18 10:09:00来源: 互联网

日前,电子发烧友网携手奥地利微电子等业界五大知名厂商,成功举办“2013电源管理技术研讨会”,200多位技术研发工程师积极参与,同行业领袖和技术专家围绕平板、手机散热电源设计软件工具、电源电路保护、绿色电源系统设计技巧以及电源测试展开互动讨论,共同探讨技术发展和产业前景。

  会上,奥地利微电子应用工程师徐兵兵先生发表精彩演讲,介绍了解决平板、手机散热问题的新方案。随着科技的进步,手机、电脑等消费电子正朝着轻薄短小的方向发展,随之而来的是散热的挑战,对如何在PCB布线和元器件排布上提升散热性能,采用奥地利微电子专利技术的散热新方案给出了完美答案。

  图1. 奥地利微电子应用工程师徐兵兵先生

  为了避免PCB上热点的集中,电子工程师在设计方案时需要尽可能地将功率均匀地分布在PCB板上,以保持PCB表面温度性能的均匀和一致。但是往往设计过程中要达到严格的均匀分布是较为困难的,许多器件的摆放有严格的限制条件,而使用奥地利微电子的方案则可以按照散热需求将功耗最高和发热最大的器件布置在散热最佳位置附近,可以有效避免出现功率密度太高的区域,规避出现过热点影响整个电路的正常工作。

  徐兵兵先生表示ams多相解决方案可以有效防止热叠加效应。采用ams独有的分割技术, 用一根CTRL控制线将主控芯片与Power Stage连接起来,取代了多根控制线的传统做法。

  ams控制回授线采用专利分割技术来实现将主控芯片的一部分提取出来,再跟MOS合成一个芯片,相对于传统方案ams多相解决方案可以将MOS和主控芯片摆放在相隔较远的地方,防止热叠加,而且每相仅需一根控制回授线,代替传统5根控制线, 极大地方便了走线。

  CTRL控制线不仅是一根数字信号线,用于主控芯片控制MOS的开关;同时也是一根模拟信号线,用于向主控芯片实时汇报电流信息。这是一根数字+模拟的控制线,而且是双向通信的。

  ams采用技术含量非常高的分割技术,极大的方便了PCB板设计时的零件布局以及走线。能有效降低PCB铜箔损耗,且避免热重叠的发生。对系统散热有着极大的帮助。

  图2. PCB布局优化模拟图

  电源管理是另一个挑战

  目前,平板、手机除了散热问题还有电池续航问题,电池续航能力已经成为人们选购电子产品的重要指标之一。平板、手机等消费电子产品的性能在日益增强,支援的功能也越来越多,例如高屏幕分辨率、媒体影像、或者游戏等应用。这些应用都需要高功率处理器,也就是说处理器需要更大电流,这样,电池续航问题就出来了。

  奥地利微电子应用工程师徐兵兵先生表示,高集成度、高精度、超低功耗是奥地利微电子电源产品的三大特性。奥地利微电子以做汽车电子起家,一直以来都对质量都有超高要求,拥有自己的晶圆厂,积累了很多的知识产权,在消费电子、医疗、工业、车载等领域的电源管理上都具备非常大的优势。徐兵兵先生详细介绍了奥地利微电子电源管理芯片如何从三个方面来降低功耗。

  平均功耗

  为了最大限度的提升电池续航能力,根据实际使用情况,在运行一些小程序时,处理器需要关掉一些无需用到的核心来降低平均功耗;在不需要很好显示效果时,可以将显示加强功能关闭,这需要相对应进行电源动态管理。

  先进的电源管理芯片必须要做到动态管理各组电压,根据当前应用的实际情况,实时的调高/调低供电电压,或者实时关闭/打开某些电压。这样才能够最大限度降低平均功耗。

  瞬态功耗

  除了平均功耗,还有一个瞬态功耗的概念,同样对电池续航能力有着非常大的影响。系统在处理应用的时候,负载电流并不是一个恒定值,而是在高低不停的做着瞬态变化。这就考验着电源管理芯片的瞬态响应能力,电源管理芯片的工作频率越高响应速度越快。

  另外,电源管理芯片需要支持高开关频率,支持低感值输出电感,以及拥有宽频高效的补偿系统,最直接的反馈回路也就是电源管理芯片直接对接CPU内核进行电压回授,这是提升瞬态响应能力必须要做到的。

  转换效率及自身功耗

  另外,电源管理芯片的转换效率及自身功耗也是非常重要的。奥地利微电子一直致力于打造高效节能的电源管理芯片,而奥地利微电子的电源管理芯片一直以超低功耗享誉业界。

  奥地利微电子应用工程师徐兵兵先生表示,在未来的发展中,便携智能终端将会主要体现在“便携”和“智能”这两个方面。就便携而言,除了向轻薄短小的方向发展,还会多样化发展,比如智能手表,智能眼镜等,而不会拘泥于手机、平板这样的传统产品。关于智能,它将会给人们带来更多的人性化的服务。“移动支付”和“手势识别”将会成为新的热点。

  奥地利微电子一直致力于高集成度、高精度以及超低功耗的高性能模拟芯片的开发,电源管理、无线技术以及传感技术是三大核心领域,而不管是“便携”还是“智能”都离不开这三项技术的支持,面对未来的挑战奥地利微电子将会携这三大核心优势为电子工程师提供更多优质解决方案。

关键字:智能终端  散热  电源管理

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/1118/article_20840.html
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