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手机电源管理作用

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发表于 2014-8-3 13:06:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
手机为什么需要电源管理

因为绝大多数手机是由单节锂电池来供电的(在电池圈里电压标称3.6V左右的都被成为单节,虽然它可能是两块并起来,实则相当于一个电池被切成两半,自动均流,对电路来说没区别),电池充满时开路电压大概是4.2-4.3V, 电池用尽时大概是2.5-3.0V。

简单的电器,比如遥控器,或许可以把电路设计成在这样一个宽的电压范围都可以工作的。但是手机不行,手机很复杂,有各种技术和历史的原因,各个部分都需要不同的供电, 有的时候要升压,有的时候要降压,有的时候要控制电流。

手机各部分的供电需求

1、应用处理器

第一个耗电大户是“应用处理器” 应用处理器一般由最先进的工艺制成,它一般最少需要两路电压,一路是核心电压,这个电压一般可以小于1V, 为的是让应用处理器又快又低功耗。虽然电压低,但是他有以“亿” 来计数的晶体管,所以消耗的电流是可观的。还有一个电压是I/O电压,通常1.8v或3.3V, 这是长期以来形成的标准电压,为的是和片上其它各种小芯片互相通讯。

那么除了提升工艺,降低核心电压电压以外,还有什么办法来降低功耗。

处理器有两个功耗,第一个是开关损耗,门电路每开关一次,就会损耗一定的能量。所以根据需要来改变运行时钟频率是最重要节能办法。(电压也要随频率调节)

就算完全掐断了时钟,处理器还是有一些漏电损耗的,而且,由于半导体制成的进步,这个损耗居然还有变大的趋势, 处理器一般有多个电源域,解决办法是把暂时不用的部分的电源关掉。这就有拉闸断电的效果。只不过你下次再想开启这个部分的时候就要费一点时间了。

还有就是处理器体系结构的问题,一般来说,简单的顺序执行处理器要比乱序的复杂处理器更省电。所以专用的待机核心是很聪明的做法

2、屏幕和背光

第二个耗电大户,是屏幕,对于LCD屏幕,一般需要把很多颗LED灯珠来串联来组成背光,并且需要升压电路。屏幕背光在瓦的级别。这个还与液晶面板的开口率和透光率有关。当要使屏幕变亮时,能耗都在不成比例地增长,说以降低屏幕亮度,总是省电的好办法。对于OLED屏幕,由于它黑色的部分不发光不耗电,所以把UI设计成黑色会帮助省下不少电。

3、射频模块

射模块有时候也是耗电大户,信号条件好的时候,射频功放仅以10mW的功率发射,信号条件不好的时候,发射功率会提升到最大2W的级别。手机射频功放在不同的信号条件下相差百倍,这就不难理解为什么信号差的时候手机待机时间短。

但如果当手机在一个没有信号的地方,比如隧道,手机会尝试以最大的发射功率联系基站,如果总是联系不到,它会降低查找频率以达到省电的目的。
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