风采毕现 安森美展望手机电源管理新趋势

风采毕现 安森美展望手机电源管理新趋势

     (华强电子世界网独家报道) 在近日与第17届“通信奥运”同期召开的“中国国产手机企业首脑论坛2003年会暨新型手机元器件技术研讨会”举行之际，首家也是目前唯一一家获中国节能产品认证中心（CECP）表扬的芯片制造商安森美半导体公司带来了其手机元器件新产品和新技术，与业界人士共同探讨了热点的中国手机的未来市场和技术走向。
    

    
    
     数字蜂巢式手机在过去几年已从简单的通信器件，演变成高度复杂、含有多种功能的移动工具，使它既便于使用，又能存取数据，兼供娱乐活动。今天的手机集多种功能于一身，既是信息管理工具，又是网上浏览器、游戏机、MP3播放器，甚至是数字照相机。消费者期待着这些新的功能将会简便易用，既不会影响通话和备用时间，也不会比现在的手机型号大很多。这对手机设计人员来说，是个颇大的挑战，也对手机电源管理结构有重要的影响。高效率、高性能和小尺寸已成为手机设计的首要目的。
    
     为令手机能提供多种功能，需把附加的电子线路集结在系统架构里，例如彩屏和白色LED背光，改良的音频以支援立体声音乐、免提功能和多调(MIDI 或乐器数字化接口)振铃器，以及更高集成密度的基频带处理器以支援游戏、声音辨别和影像处理。
    
     应对电源管理变得更为复杂这一挑战，就需要在电路设计、芯片工艺和系统结构方面进行改进，以满足下一代手机的预期尺寸、成本和通话时间水平。具体可着手的方面如下：降低静态电流；集成无源元件；提高电源管理子系统的子电路的集成度；减小外接元件的尺寸（如电感和电容）而不影响性能；改进封装，如更小的塑料封装，低高度、无引脚封装，少引脚器件采用的块形芯片封装，多引脚器件采用的BGA封装等。
    
    
    
     电源管理是安森美半导体的一项关键业务策略。产品系列包罗万象，包括针对降低待机能耗的AC-DC产品、延长电池寿命的DC-DC产品及针对无线/便携的专用集成电路（ASIC）。其产品以独特的IC拓扑技术、高效率、体积小、应用灵活而被广泛应用汽车、通信、家电等各个领域。其在电源管理的专业特长尤其发挥在手持式通讯设备如移动电话、个人数字助理(PDA)等，使它们的电池更耐用、更小和更具效率。
    
     由于手机有待机的要求，即在待机功能下仍消耗能源，而待机能耗是电子设备和家用电器能源浪费的主要来源，因此，降低日常用电产品的待机能耗、为当今复杂的便携式电子设备提供精确的电源管理成为当务之急。
    
     LDO的简单设计能获得最小的静态电流、最小的电路复杂度和优异的噪声性能，所以LDO在轻负载（如待机状态下）功率性能最佳；而PWM拓扑结构良好的设计技术使其在中等和满负载下能获得超过90%的功率效率。通过在普通至高电流负载时使用PWM模式，而在甚轻负载时转换至LDO模式，以消除PWM静态电流、转换损耗和噪声，从而在整个工作范围内保持高效率的电压转换、实现精确的电源管理。
    
     安森美现在已能实现高达90%以上的转化效率。这一优势，使其赢得了三星公司的青睐，二者合作开发的多电压适应产品可望今年量产。
    
     基带电源的下一步发展，将会表现为：处理器电压将持续降低；更低的静态功率技术将降低待机和睡眠状态下的电池消耗电流；动态电压切换日益成为主流技术，软件必须优化，才能充分发挥这种功能的优点；瞬时切换必须保持良好的性能，以满足处理器的工作规格等。
    
     电源管理专用集成电路是指针对特定的标准和产品类别，集结更多功能到单一硅芯片内，包括多个电源转换、模拟、监测和控制电路。集成度由特定的硅处理能力、系统要求和成本目标来决定，对于这种芯片，需要考虑到下列问题：集成电池充电器可能要求IC工艺支持15-25V输入；因为集成了诸如LDO、音频和开关稳压器等功能而使噪声隔离显得十分重要；同时，功耗问题极为突出，成为“热点”；而外接无源器件可能会要求增加引脚，并且对PCB布线提出挑战。
    
     这类专用集成电路有诸多优点，比如，电源管理解决方案可以针对特定要求进行优化，为大规模生产提供了最低总成本和最小PCB空间的组合，电源启动的控制/次序可以通过软件或内置件进行控制，多个可编程输出可以通过CPU的串行控制进行调整，等等，但也存在以下不足：定制器件可能需要较长的研制时间，即延长了开发周期，而且要求系统设计师和IC开发人员之间的密切配合，并且限制了支持新特性和动态市场条件的灵活性。
    
    
    
     在安森美的另一个重点领域——音频放大方面，随着手机功能的增加，音频产品也必须进行优化，包括采用小型和微型封装，改进PSRR以抑制“声频带”噪声，增进功率效率，使用最少的外接无源器件，以及适于低压工作等。
    
     根据对由功率放大器接通和关断所产生的频谱进行的分析，如果音频放大器的PSRR可以提高到超过60dB，那么可以去除LDO。去除LDO和电容可以节约成本和空间，并且消除了LDO通道元件中的功率损失。D类放大器效率高于A、B类放大器，可以延长电池寿命并减小硅监测的温度变化，将会成为未来趋势。
    
     除了芯片设计、生产方面引人瞩目的成就外，安森美的微型封装技术也领先业界，为当今体积不断缩小的电子产品在提高性能的同时节约了宝贵的电路板空间。
    
     新推出的SOD123FL低高度封装与业内标准的SOD123占用面积相同，但封装高度低45%（最高仅为1.0mm），单位板面积的功耗使用率比powermite、SOT123和SMA分别高14%、32%和86%。另一种SOT5xx表面贴装封装是市场上范围最广的SOT5xx器件系列，最多可减少45%的板空间和40%的板高度。
    
     另据透露，安森美在其乐山－菲尼克斯厂新建的6英寸模拟集成电路生产线，将于2004年底或2005年初投产，前期是生产先进的金属氧化物半导体（MOS）器件，然后是电源模拟器件，生产规模将达到每周4000片的出货量。在扩展完工后，再逐渐引进更先进的低达0.25μm的模拟技术。当芯片厂投产后，安森美半导体将成为中国一家集芯片设计、制造、装配、测试、销售及营销业务于一体的半导体公司。
    
     乐山－菲尼克斯在2000年以后，成为安森美公司最好的合资工厂之一，该厂不但具有低成本优势，更创造了卓越质量纪录和与日俱增的声望，为安森美在中国乃至全世界提供了竞争优势。
    
     目前，在模拟电源管理芯片生产方面，安森美全球排名第二；而在宽带芯片方面，则全球排名第五。安森美可专为客户开发ASSP的半导体产品，再加上其极具成本效益的全球生产和微封装的领先地位，将使安森美半导体在世界上脱颖而出，成为全球第一的电源管理芯片供应商。