如何让手机中的耗电大户PA更省电?

2011-03-03 09:34:59来源: 电子工程专辑
    智能手机的电池续航能力成为制约智能手机发展的一个重要阻碍,而除了显示屏外,手机中最大的耗电大户就是射频功放了。特别是随着手机向3.5G或者4G演进,手机中的RF前端将会非常复杂,一个手机将需要多颗不同频段、不同制式的PA、滤波器与双工器等。如何节省PA的耗电?有两个办法,一个是从PA的自身技术入手,提升PA的效率;二是从管理PA的电源管理IC入手,提升链路的效率。此次IIC上,TriQuint和飞兆半导体分别从不同的角度诠释了如何降低手机PA的功耗,延长手机电池的续航时间。

riQuint:优异的跨带PAE特性,大幅降低PA功耗

    TriQuint一直致于Polar PA的设计与生产,此次IIC上他们展示的是第五代5x5mm Polar GSM/EDGE四频PA模块——TQM7M5022,为TQM5012H的降成本版本,可pin to pin兼容。“一直以来,BB厂商分为两大阵营,一个阵营要求Polar PA,包括高通等主流PA厂商;另一个要求线性PA,比如英飞凌等厂商。TriQuint一直致力于提供Polar PA,我们已做了五代Polar PA,力求将Polar PA做到极致。”TriQuint公司中国区总经理熊挺说道,“至今为止,我们已出货超过2亿片Polar PA模块,也许这是最后一代Polar PA了,因为高通等BB公司已在向线性PA要求转移,我们也迅速地跟上高通等公司的要求,线性PA已可量产。”

    虽然业界新的趋势是向线性PA转移,但是目前大量的成熟产品仍需要Polar PA,不论是GSM/EDGA还是WCDMA/EDGE。TQM7M5022的最大特点是具有非常优异的PAE特性,跨带PAE接近56%。“PAE值直接影响用户的通话时间,TQM7M5022具有优异的跨带PAE值,并且比竞争对手的产品高出了近5%。”熊挺自信地说道,此外TQM7M5022的增益值也领先同行,这些都大大减小PA的功耗。

    “值得一提的是TQM7M5022也采用了TriQuint已商用的CuFlip封装,具有更好的热冷却性能,并且尺寸比对手大幅减小25%。”熊挺称。

    在将Polar PA做到极致的同时,TriQuint同时已开始配合高通的性线要求提供线性EDGE PA。此次展会上他们推出配合高通QSC62x0低成本3G芯片组、QSC6x95多模芯片组和RTR8600多模RFIC的新一代线性EDGE PA——TQM7M5013,比前一代TQM7M5012延长15% GSM 平均通话时间,在2bit数位下有七个等级,“相比较下,目前已有的产品仅能提供1bit数位下3态或者2态。”熊挺解释。此外,TQM7M5013采用了先进的预失真技术,提升了大功率处的线性度,具有高效率瓦特/线性关系,“而传统的 PAM在效率与线性度之间要有取舍,效率接近饱和时,线性度会迅速下降。”他解释道,并且增益状态可由高通的芯片组选定。“我们基本上是高通QSC62x0的第一家可量产的线性PA供应商。”他说道。

    未来手机中的PA、滤波器以及双工器会越来越多,厂商们正在努力集成以减小功耗与面积。“集成的趋势有两种:一种是沿信号链的集成,比如PA+滤波器+双工器;另一种集成是不同频段的PA集成。前一种方式灵活性更大,适合不同网络的要求。两种方式各有优缺点,我们的做法是努力结合以上两种方式的优势。”熊挺表示。

《电子系统设计》
图:TQM7M5022具有非常优异的跨带PAE特性。

飞兆半导体:RF PA节能方案将电池续航时间提升30%以上

    “无论是3G还是2G,功率放大器都会消耗大量功率,所以需要一种有效的电源管理方法来获得更长的通话/工作时间。”飞兆半导体技术行销部资深经理Edwin Lee李文辉在IIC的《智能手机峰会》上说道。他解释,不论是在进行语音通话,还是将数据从手机发送到基站,功率放大器均要消耗功率。在接收效果较差的区域,则需要更高的输出功率水平,这就意味着更高的功率消耗。对于3G功率放大器和GSM/EDGE功率放大器模块(PAM)的EDGE部分而言,不仅需要特定水平的输出功率,还要求具有足够的线性度,以确保向基站发送信号的保真度。“所以,我们专门针对RF PA的电源管理开发出高效的节能解决方案。”他说道。

    李文辉解释,目前对于功率放大器的外围技术,业界已经开发出两种有效方法:DC-DC转换器和包络跟踪。第一种方式是更为流行的解决方案,飞兆半导体公司用于2G/3G功率放大器的6W、3MHz/6MHz降压转换器FAN5904就针对这种应用。“该产品是为了支持GSM/EDGE PAM和3G/3.5G PA而专门设计,因为在手机中线路板空间十分珍贵,设计人员无需再使用两个独立的降压转换器。”他说道。FAN5904支持从WCDMA到HSUPA+,以及全球流行的CDMA200 1x EV-DO等3G无线标准。此外,该器件还支持中国的3G标准TD-SCDMA,以及用于更高数据传输率的TD-SCDMA信号调制下的HSUPA。随着兼容GSM/EDGE、支持TD-SCDMA的多模多制式手机的出现,FAN5904将为客户带来高的性价比方案。

    FAN5904与基带处理器和功率放大器配合工作,以达到降低功耗的目的。基带芯片组将会根据从基站接收到的信息来设定输出功率水平,然后将其转换成电源电压,以便FAN5904可以为功率放大器供电。基带处理器能够针对输出功率水平,动态调节功率放大器的电源电压,从而降低功率放大器消耗的电流。这样便得到两种重要结果:一是降低了电源电压和电流,使得散热减少;二是延长了智能手机的通话时间和数据使用时间。下图是不同输出功率条件下一个3G PA分别在语音和数据传输模式下有、无FAN5904时所使用的工作时间的分析。可以看出,采用FAN5904后电池续航时间将大幅提升。“这意味着对于智能手机而言,厂商可以选择一个更小容量的电池来实现同样的续航时间,这样手机可以做得更薄更小,具有更强的竞争力。”李文辉表示。

关键字:电源管理

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2011/0303/article_4474.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
电源管理

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved