未来的手时机集成更多须要耗电的功效或特征，如何延伸电池使用寿命成为一项重大课题。联合中国手机产品的研发趋势，本文将从射频、基带、背光、音频放大、充电器等方面探讨下一代手机电源|稳压器管理面临的挑衅与相应的新技能和解决计划，并供应了一些下降电路功耗及噪声的设计思路。

　　近两年中国手机市场的两大特性是：由于终端用户市场还看不到对3G利用的急切需求，3G商业化安排和运行远景仍不明朗;手机更新换代首次成为这一市场的重要增加动力，新的用户增加已经减缓，电佩服务运营商须要为现有用户供应更多的新服务来增添营收和扩张市场份额，如短信、电子邮件、彩屏显示、网上冲浪、多和弦铃声、音乐、游戏、影像、消息和体育快讯等。这么多功效的集成对手机的电源设计和管理提出了极大的挑衅，这重要是因为多功效带来的高功耗大幅下降了锂电池的工作寿命，如使用手机进行网上冲浪时很可能一二个小时手机就没电了，而电池工作光阴又是最终用户最关注的指标之一。

　　在目前新的高能电池技能(如燃料电池)仍不成熟的情形下，下一代手机的电源管理便只能从进步电源应用率和下降功耗这二个方面着手。原则上讲，我们可以通过尽可能多地应用功率转换效力较高的AC/DC或DC/DC开关电源转换器尽可能地下降电源电压和采纳动态电压调解等技能或方式来尽可能地延伸手机电池的工作寿命。下面我们将从射频、基带、背光、音频放大、充电器等五个方面来讨论下一代手机电源管理面临的挑衅与设计趋势。

　　位于射频部分的发送功率放大器是手机中最耗电的元件，最大峰值电流差不多要到达1A，在典范的利用情景下，它几乎要耗费一半的手机电池能量。因此，对设计工程师来说，这部分要特殊加以关注。目前手机功放元件市场仍以砷化镓HBT占主导位置，但未来采纳加强型准晶高电子迁移率晶体管(E-pHEMT)技能的功率放大器将可能成为手机功放的新选择。该类器件的工作电压可低至2V，而且由于采纳了一种主动调节技能来解决温度漂移问题，避免了在HBT技能中采纳的限流电阻，因此该类芯片能有效地下降射频部分的功耗。典范情形下，采纳E-pHEMT技能的功放可以将电池使用寿命进步近15%。该类器件未来有望在CDMA/GSM手机中得到大范围的利用。

　　射频收发器也是射频部分的一个大功耗元件，在发送或接管状况下，其耗费的电流约在50到100 mA之间。除了耗电以外，收发器还为设计工程师带来了另外一大挑衅，那就是从手机中其它元器件的电源处接管到的噪声可以极大地影响收发器的整体性能。因此，设计工程师理当将收发器的电源很好地隔分开来以解决潜在的噪声问题。

　　手机基带器件是除功放外功耗最大的处所。通常这部分的功耗可以通过下降工作电压和运行频率来进一步下降，如动态电压频率变换技能可以依据工作状况调解处置器的工作时钟和工作电压。此外，选择适宜的降压转换器也对下降体系整体功耗有很大辅助，一般来说，LDO DC/DC转换器静态电流低，较合适用于输入输出电压相差不大的利用场所，开关模式DC/DC转换器功率转换效力高，较合适于输入输出电压相差较大的利用场所。由于未来手机各种功效模块须要的工作电压不尽雷同，因此未来的电源管理芯片确定是朝着多输出电压、高输出电流和高集成度的方向发展，如最近安森美就针对手机市场推出了两款高集成度的电源管理专用ASIC NCP4110，NCP4110可同时供应七个LDO和一个同步降压型转换器。

　　随着手机增添更多的音频功效，如MP3播放、多和弦铃声和FM广播等功效，音频电路所发生的功耗增添，优化音频电路的低功耗设计也成为延伸电池使用光阴的一个首要方面。手机利用请求音频器件具有较好的噪声克制(PSRR)、高功能、低工作电压和最少的外围无源器件，一般的利用中采纳LDO来供应音频放大器电源以实现最低的PSRR，这将发生LDO通道的功率损耗。依据对功放器件接通和关断时所发生的频谱进行剖析，如果音频放大器的PSRR可以进步到超过60dB，则可以去除LDO，从而可有效下降音频电路功耗。

　　彩屏显示正成为下一代手机的尺度配置，而彩屏请求供应白色led背光。通常情形下，一个LCD彩屏的均匀背光须要3到4个或更多的二极管，智能手机可能须要6个或更多。由于游戏功效和无线接入功效须要长光阴的背光照明，因此背光功耗也是手机功耗的一个首要组成部分。从技能上讲，要实现均匀的白色LED背光通常要带来两大设计挑衅：一是二极管正向电压要到达3-4V(与锂电池要同)，因此须要一个升压转换器;二是必需操纵二极管电流，以维持均匀的亮度及色彩纯度。目前两种常用的升压计划是电荷泵和电感升压转换器，前者的长处是须要的外部零件少而且不须要包孕稳压电路，毛病是输出电流有限制，后者的长处是可发生较高输出电流和稳压输出，毛病是须要较多外部零件、须要更大pcb板面积和发生较大EMI。此外，为维持均匀亮度和色彩纯度，必需操纵二极管电流差小于10%，目前重要采纳电流操纵稳压架构。

　　在外置式手机充电器/适配器部分，开关型变压器正在敏捷代替传统的笨重的线性变压器，因为高频开关变压器与线性变压器相比不仅重量非常轻，而且体积也要小很多。安森美半导体公司亚太区模仿集成电路产品经理陈柏勋指出：“为充电器/适配器利用开发的任何开关电源都须要一个起隔离作用的开关变压器。”充电器利用的一个要害请求是安全性，而变压器可将很高的AC电压与很低的便携式装备的充电电压隔分开来，它的重要作用是防止雷击。