电池续航时刻和热平衡是移动电源办理体系规划工程师面对的两个最大应战。跟着设备硬件和软件功用的添加，如Web阅读、更高分辨率的摄像头、尺度更大的高清屏幕、速度更快的处理器和4G，来自为这些体系供电的稳压器的峰值功率要求也在添加。并行履行多个进程意味着总负载电流会快速上升，给电源办理体系带来巨大的供电和散热压力。
体系工程师提出了许多立异处理计划来延伸电池续航时刻，虽然大多数电源要求都已被整合入智能手机和平板电脑的电源办理IC（PMIC），可是还需要分立处理计划来跟上下一轮移动体系立异的要求。这些极端重要和非常专门化的分立处理计划可添加PMIC的功用和最大化移动设备的电源功率。
本文评论了在添加移动产品的电源功率时面对的应战，并介绍电源体系规划工程师怎么运用下一代降压-升压转换器来延伸锂离子（Li-ion）或锂聚合物电池的续航时刻，以及降低功耗，以满意日益苛刻的热平衡要求。
用作前置稳压器的降压-升压转换器
降压-升压转换器可在进步体系全体功率和延伸电池续航时刻方面发挥重要作用。例如，它们在用作PMIC低压差稳压器（LDO）的前置稳压器方面就非常成功。移动体系PMIC可运用多达30个专用于子体系（如蓝牙、SD内存和RF收发器）的LDO，其输出电压规模为1.2V – 3.3V。一般用于这些体系的锂离子电池可具有从4.35V到低至2.5V（在动态线路和负载瞬变状况下）的电压规模，虽然电池电压大多数时刻保持在3.7V。
问题是，大LDO压差会形成过量功率丢失，且线电压扰动或许导致这些下流子体系的瞬时欠压问题。这个问题可经过供给安稳的输出电压（如3.3V）来处理，这也让LDO体系规划更简单，由于更简单猜测体系在频频瞬变条件下的运转状况。但要害改善是来自一切LDO的余量电压和压差的减小。事实上，功率优势会相当可观。热预算也由于PMIC的功耗下降（这会下降管芯温度和PMIC器材内一切功率MOSFET导通电阻）而获益。
如图1所示，给PMIC LDO供电的办法有两种：用电池直接供电，或经过降压-升压转换器供电。
图1：运用两种LDO供电计划的典型移动电源体系
Intersil的工程师进行了一次试验，来比较两种办法对电池续航时刻的影响。试验组织模拟了常见的运用状况，如经过Wi-Fi传递的视频流和对SD内存卡的读/写操作。在此景象下，试验发现运用降压-升压稳压器的办法可使电池续航时刻延伸8%以上。图2显现了在同一个负载下别离运用电池直接给LDO供电和经过降压升压转换器再给LDO供电的两种状况下的电池放电曲线。
图2：运用和不运用降压-升压稳压器的电池放电试验。
下降无负载静态电流
除了正常作业期间的能量节约，如图3所示，开关转换器还能从试验中运用的ISL91106降压-升压转换器集成的低功耗旁路形式获益良多。在低功耗旁路形式下，转换器的输出直接衔接至输入。该特性可协助使转换器的无负载静态电流下降多达98%，一起保持下流子体系（如PMIC、SoC、音频、显现屏、摄像头和接口外设）的睡觉形式或“keep-alive”功用。
图3：供给引脚操控式旁路功用的降压-升压转换器
这一由逻辑办法操控完成的旁路功用可向体系工程师供给传统开关转换器无法供给的灵活性。一旦该旁路功用被禁用，转换器就能回到杰出的安稳输出电压。
比如ISL91106和ISL91107等下一代降压-升压转换器选用可供给高达96%功率的H桥架构，处理计划总尺度小于20 mm2，一起在运用典型锂离子/锂聚合物电池的状况下，依然能够供给高达9W的输出功率。
作者简介
Sameer Dash是Interil公司移动电源产品事业部的运用工程师。Dash先生具有印度DA-I%&&&&&%T的电气工程技术学士和杜克大学的工程办理理学硕士学位。
