[圖文]便攜式設(shè)備電源管理的革新

    訪德州儀器便攜式電源產(chǎn)品總監(jiān)Dave Heacock 和模擬產(chǎn)品銷售經(jīng)理王劍

    最近一兩年來，“不景氣”似乎是電子行業(yè)人士經(jīng)常掛在口頭的一句話，但是在嵌入式系統(tǒng)和便攜式設(shè)備領(lǐng)域，人們看到的依然是飛速增長(zhǎng)的速度和推陳出新的產(chǎn)品。在消費(fèi)者購買便攜式設(shè)備或手機(jī)的時(shí)候，電池壽命和便攜式設(shè)備的待機(jī)和使用時(shí)間，往往是除產(chǎn)品功能外最重要的參考因素。因此，設(shè)計(jì)人員對(duì)低功耗、高性能、體積小巧的便攜式電源系統(tǒng)的需求愈來愈高，同時(shí)，他們還需要芯片廠商能提供高集成、高智能與高易用性的電源管理芯片。

圖為Dave Heacock

　　德州儀器(TI)一直是便攜式電源管理芯片方面領(lǐng)導(dǎo)者，為此，本站記者于近日采訪了該公司便攜式電源管理產(chǎn)品總監(jiān) Dave Heacock 和模擬產(chǎn)品銷售經(jīng)理王劍。資歷比較老一些的電子工程師都知道原來在電源管理方面比較有名Benchmarq和Unitrode公司，在1998年，Unitrode收購了Benchmarq, 不久，Unitrode又被德州儀器收購。Dave Heacock當(dāng)時(shí)就是Benchmarq公司的總裁，目前在德州儀器專門負(fù)責(zé)電源管理產(chǎn)品線。

　　Dave Heacock介紹說，電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)一直是整體應(yīng)用設(shè)計(jì)中一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，對(duì)便攜式應(yīng)用更是如此。到目前為止，投放到市場(chǎng)中的便攜式電源產(chǎn)品已達(dá)到30多個(gè)類別，而到了2006年， 預(yù)計(jì)全球便攜式電源管理IC市場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)更大突破。TI擁有這方面的關(guān)鍵技術(shù)與制造工藝，可以為設(shè)計(jì)人員提供了最全面、最先進(jìn)的便攜式電源管理IC產(chǎn)品系列，幫助他們最大程度地簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)和降低開發(fā)時(shí)間與成本。王劍另外補(bǔ)充，用戶的需求，就是該公司創(chuàng)新的目標(biāo)，廠商要以高集成度、高智能化和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便的電源管理IC幫助設(shè)計(jì)人員開發(fā)出更豐富的應(yīng)用，使便攜式應(yīng)用更為個(gè)性化、性能更完善、并且具有更長(zhǎng)的電池使用壽命。

　　Dave Heacock和王劍向記者展示了兩款TI推出的最新電源管理芯片 bqTINY II 和 bqJunior。其中bqTINY II是一款外形尺寸極小且集成度很高的一節(jié)鋰離子（Li-Ion）和鋰聚合物（Li-Pol）電池充電器, 特別值得一提的是，它不但可以通過AC轉(zhuǎn)換器對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充電，還是通過USB對(duì)PDA, 手機(jī)，數(shù)字相機(jī)等設(shè)備進(jìn)行充電，這樣，當(dāng)用戶的便攜式設(shè)備通過USB和PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或者運(yùn)算同時(shí)，還可以從PC上對(duì)便攜式設(shè)備直接進(jìn)行充電，為用戶提供了極大的方便，并節(jié)約了充電的時(shí)間。

　　bqTINYⅡ系列電池充電器具有自動(dòng)的電源選擇、功率場(chǎng)效應(yīng)管（FET）和電流檢測(cè)器、高精度的電流和電壓調(diào)節(jié)、充電狀態(tài)指示和終止功能, 而所有這些功能都集成在一塊硅芯片上。在USB配置中，主設(shè)備（如PDA或蜂窩電話）能夠在兩種預(yù)定的充電率（100mA和500mA）之間進(jìn)行選擇。在AC適配器配置中，集成功率FET允許高達(dá)1A的充電電流。一個(gè)具有可編程電流調(diào)整點(diǎn)的集成電流檢測(cè)器可提供設(shè)計(jì)的靈活性并免除增設(shè)占用空間的外部檢測(cè)電阻器的需要。

　　另一款產(chǎn)品是bqJunior，它的突出特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)電池剩余電量和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算。目前電池容量檢測(cè)芯片一般都采用電壓作為容量計(jì)算的參數(shù)，然而，電池提供的電壓受外部環(huán)境溫度，充放電時(shí)間和次數(shù)的影響較大，因此對(duì)于剩余電量的估算都不十分準(zhǔn)確。與標(biāo)準(zhǔn)的電池監(jiān)測(cè)器不同，bqJunior能夠通過對(duì)電池放電率和溫度的變化來對(duì)剩余的電池容量和運(yùn)行時(shí)間的計(jì)算進(jìn)行校正。由于該器件執(zhí)行的是算法和數(shù)據(jù)集的計(jì)算，因此無需開發(fā)和采用代碼在主系統(tǒng)處理器中執(zhí)行那些任務(wù)，這有助于減少開發(fā)時(shí)間和總運(yùn)行成本。

　　bqJunior型電池電量測(cè)量芯片具有一個(gè)內(nèi)部處理器，用來計(jì)算電池的剩余電量和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間（至電池電量耗盡的時(shí)間）。該器件采用一個(gè)集成化的低偏移電壓-頻率轉(zhuǎn)換器（VFC），電池的充電和放電電流的測(cè)量誤差在1%以內(nèi)。設(shè)置于該IC上的一個(gè)單獨(dú)的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）用來測(cè)量電池電壓和溫度。利用這些測(cè)量數(shù)據(jù)，bqJunior通過一個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的算法來精確計(jì)算出電池的剩余容量和系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。

　　主系統(tǒng)處理器只需通過讀取bqJunior中的數(shù)據(jù)就可以得到電池剩余電量、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間等電池管理的重要信息，其中包括：剩余電量、平均電流、溫度、電壓以及至電池電能耗盡和充滿電的時(shí)間。bqJunior采用一個(gè)單線通信端口（HDQ協(xié)議）來把數(shù)據(jù)集傳送至系統(tǒng)主控制器。

　　目前，bqTINY已經(jīng)在市場(chǎng)上得到了應(yīng)用，bqJunior也已經(jīng)陸續(xù)獲得定單。遵循TI一貫的風(fēng)格，這兩個(gè)系列都是通用性產(chǎn)品，可以應(yīng)用于不同的系統(tǒng)中。同時(shí)，它們也兼顧了個(gè)性化定制特性和功能的完善性，其最終目的，是為了讓便攜式系統(tǒng)電源管理更加精確，效率更加提高，從而使終端產(chǎn)品能獲得更長(zhǎng)的使用時(shí)間。