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在移动电话市场上,手机电池寿命是一项任何客户都容易评估的技术指标。不足的电池寿命会招致用户的不满。因此,在设计手机及其关键部件时,通过降低功耗来延长电池寿命是重要的设计考虑。
但目前趋势却是沿着相反的方向:移动电话的功能在不断增加。目前已包括互联网接入,音频、视频,以及具有话音和数据的多模能力,这些功能都增加了电池消耗,缩短了运行时间。为满足市场要求,移动电话设计师开发了支持众多能力和多标准的手机,包括在一台手机上支持GSM、CDΜA、Wi-Fi、HSDPA、WCDΜA等。功能不过增加使所需的驱动功率也越大,即使一些功能不运行也需要消耗功率。
在较早的移动电话设计中,功耗主要决定于RF功率放大器、微处理器、背光和显示器。设计师为降低功耗在这些子系统上作了许多努力,使其运行时的绝对功耗减到尽可能小的程度。虽然电池也在不断改进,但其却跟不上发展要求。为使手机更小、更薄和更轻,需要尺寸和重量更小的电池组,并且要满足更大显示屏、更多功能和更长电池寿命的要求。
为达到这些要求,除了在传统领域尽可能挖掘潜力外,移动电话设计师还必须尽可能地降低功耗。今天,移动电话设计师已转向可显著降低功耗的动态功耗使用方法。采用这项节省功率的新技术,手机中的子系统将按照需要开启或关闭。
但这些子系统始终都与手机内部电源线相连,即使在禁用时,也会泄漏功耗。为了支持众多RF标准和用户需要的功能,这些子系统数量还在不断上升。虽然每个子系统在禁用时泄漏的功耗很小,但加在一起却会从消耗电池相当大的功率。现代手机为优化每一子系统的性能和功耗,使用了20种不同电平的电压调整器。而众多的电平使问题变得更为严重。
在研发实验室中,工程师需要通过大量艰苦的工作对手机软硬件作出改动,以最小化电流泄露和优化电池寿命,即使这种改动通常都非常小。他们必须在实验室中精确评估电话的总消耗电流,通过独立测量每一子系统开启或关闭时的电流,了解其对设计总体方案的影响。
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