手机电源管理

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手机电源管理 [复制链接]

对于便携设备来说,电源管理是非常重要和关键的组件.电源管理IC通常分集成式和分离式,集成式又叫电源管理单元(PMU).对媒体播放器来说,电源管理IC是价格仅次于主解码芯片的半导体元件.对手机来说,电源管理IC是继基频,内存后成本所占比例排名第三的半导体元件.
手机是目前出货量最大的便携电子设备,因此手机电源管理IC市场也是最大的电源管理市场,也是众多厂家所关注的.
对手机来说,电源管理单元是构成手机半导体平台不可或缺的关键元件,任何手机半导体平台厂家都有电源管理单元产品的技术和产品.这对中国手机半导体厂家具有非常重要的借鉴意义,中国有展讯,T3G,凯明等数家立志在手机基频领域开拓事业的厂家,这些厂家必须认识到,手机半导体尤其基频必须走平台化战略,只有平台化战略才有可能满足手机厂家快速出货,成本低廉,性能优良的要求.单单基频是不够的,电源管理单元和射频也是必须的.
图:手机电源管理单元与手机功能模块之间连接

手机里面各个功能模块都需要不同的电源管理元件配合.

要求
对应供电方式
射频VCO和PLL
低噪音高抑制比
线性稳压器
射频之功率放大器
适应范围宽,效率高,电流大
动态调整的DC/DC转换器
基频
最高效率
开关型降压转换器
背光白色LED
高且稳定的输出电流和电压
电荷泵或电感升压转换器
OLED显示屏
超低电源抑制比
LDO
音频放大
噪音抑制比,高功率,低电压,
LDO
闪光灯白光LED
高压,大电流
高效率开关式DC/DC
手机里的电源管理系统可以分为以下几个系统.

目前手机内比较热门的电源管理主要是白光LED驱动和电源管理单元.LDO的门槛虽低,但是竞争对手尤其台湾厂家已经大举进入此领域,市场空间缩小不少,加上越来越多的LDO被集成到手机电源管理单元里,因此LDO领域建议观望.DC/DC变换系统也是多被集成到电源管理单元里.不过数码相机和DV因为有马达驱动部分,因此难以集成,但是数码相机和DV的零组件采购权都基本在日本,韩国厂家手中,因此也建议观望.
白光LED驱动部分,全球差不多有30家厂家生产白光LED驱动IC.
不过手机的白光LED系统是非常有个性的系统,没有特别通用的产品.配合厂家开发集成型白光LED驱动IC,同时加上国内公司的成本优势,市场还是相当乐观的.手机的闪光灯白光LED驱动IC则需要考虑闪光灯白光LED的类型和特性,也是相对个性化的需求.也有不错的市场空间.
手机电源管理单元方面,PMU(Power Maganement Unit)电源管理单元是将多个的DC/DC转换器(通常是2-3个),数个LDO(通常是6-14个),充电以及保护电路,电量检测集成在一起的IC.
PMU优点:简化设计,减小元件所占PCB板面积.PMU缺点:1,支持电压上限低,由于直接连接到电池,因此面临的一个重要问题是工艺的5V直流兼容性.充满电的锂离子电池电压为4.2V,而大多数稳压开关电源都输出5V DC.对于未来的电源芯片来说,这成为主要的挑战之一,因为最新的0.18um/0.15um CMOS技术最高只能支持3.3V电压.2,使用不够灵活,某些PMU只能针对某一类型的手机,比如美信的MAX1587只能为采用Intel PXA270的手机或PDA配套使用.3,成本高,需要使用特殊工艺,所以成本比较高.
PMU局限在那些生命周期长,单一型号出货量高的产品,如智能手机,PDA和IPOD.不过中国的手机通常都是换外观而不换主板,因此PMU的使用前途还是比较看好.
再有就是一类针对MP3,数码相机,PMP的电源管理单元.对于比较在意体积和功耗的,且功能比较多,显示屏比较大的MP3播放机厂家来说,分离型电源管理IC不如整合型电源管理单元来的好.不过由于MP3市场竞争集中在价格上,对于体积和功耗厂家不太在意,而更在意成本,这也是为什么针对MP3播放机的电源管理单元很少.但是未来MP3的竞争朝品牌,体积,功能,性能方向走,尤其中高端MP3.因此针对MP3的电源管理IC有成长潜力,另外MP3播放机的电源管理IC相对简单,没有射频部分,设计门槛不高,易于切入.目前该市场竞争并不激烈.