近期是各大品牌廠商手機發布會的高峰期,華為、諾基亞、小米等紛紛發布自己的旗艦機,它們各有特色,亮點十足,成為人們茶余飯后的焦點。其中,前幾日在故宮發布的小米MAX3無疑是最受關注的機型之一,因為它的電池超大電量,這次的小米MAX3擁有5500mAh的電池容量,號稱是有史以來電池最大的小米手機。
隨著手機應用的增加,續航問題一直是人們吐槽的焦點難題,普通的手機電池電量約為3000到4000mAh,小米MAX3的電池的確讓人眼前一亮,那么它是如何做到的呢?
電源管理芯片的作用
說到小米MAX3的電池,就必須提到其電源管理芯片,因為這是提升電池電量的核心部分,筆者主要通過電源管理芯片來闡述它對電池電量的影響。如今我們離不開手機,電源管理芯片在手機中擔負起對電池進行智能充電管理,過壓、過流、過溫、短路保護,為手機內其他ic提供多種電壓的供電,支持otg的手機還要負責usb電壓的輸出,在線路供電和備用電池之間進行切換管理。電源管理芯片對電子系統而言是不可或缺的,其性能的優劣對整機的性能有著直接的影響。
(圖片來源于小米MAX3故宮發布會直播現場)
電源管理芯片是在電子設備系統中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責的芯片,主要負責識別CPU供電幅值,產生相應的短矩波,推動后級電路進行功率輸出。電源管理芯片分為雙列直插芯片和表面貼裝式封裝芯片。
電源管理芯片是如何運轉的?
電子設備所具備的功能越多、性能越高,其結構、技術、系統就越復雜,傳統的模擬技術電源管理IC滿足系統整體電源管理要求的難度也就越大,價格也更加昂貴。電源管理芯片支持兩/三/四相供電,支持VRM9.0規范,電壓輸出范圍是1.1V-1.85V,能為0.025V的間隔調整輸出,開關頻率高達80KHz,具有電源大、紋波小、內阻小等特點,能精密調整CPU供電電壓。
數字控制器的核心主要由三個特殊模塊組成:抗混疊濾波器、模數轉換器和數字脈沖寬度調制器。為了達到與模擬控制架構同等的性能指標,必須具備高分辨率、高速和線性ADC以及高分辨率、高速PWM電路設計。ADC分辨率必須能夠滿足誤差小于輸出電壓允許變化的范圍,所需的輸出電壓紋波越小,則對ADC的分辨率要求越高。
由于抗混疊濾波器以及流水線式或SAR模數轉換器會引入環路延時,所以我們迫切需要高采樣速率的模數轉換器。模擬控制器對所產生的可能脈沖寬度存在固有的限制,而DPWM可以產生離散和有限的PWM寬度集,DPWM是反饋環路中的一部分,DPWM的分辨率必須足夠高才能使輸出不顯示眾所周知的極限周值,不顯示任何極限周值所需的最少位數取決于拓撲、輸出電壓和ADC分辨率。
電源管理芯片廣闊的應用前景
電源管理芯片的應用范圍十分廣泛,發展電源管理芯片對于提高整機性能具有重要意義,對電源管理芯片的選擇與系統的需求直接相關,而數字電源管理芯片的發展還需跨越成本難關。
隨著小米MAX3的發布,相信越來越多的廠商會關注電源管理芯片對電池電量的影響,除了手機廠商,可穿戴、智能單品等眾多需要電池支撐的品牌均會研究相關技術,未來電源管理芯片廣闊的應用前景將更加廣闊。