應(yīng)對(duì)智能終端散熱與電源管理新挑戰(zhàn)

　 ? 日前，電子發(fā)燒友網(wǎng)攜手奧地利微電子等業(yè)界五大知名廠商，成功舉辦“2013電源管理技術(shù)研討會(huì)”，200多位技術(shù)研發(fā)工程師積極參與，同行業(yè)領(lǐng)袖和技術(shù)專家圍繞平板、手機(jī)散熱、電源設(shè)計(jì)軟件工具、電源電路保護(hù)、綠色電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)技巧以及電源測(cè)試展開互動(dòng)討論，共同探討技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)前景。

　　會(huì)上，奧地利微電子應(yīng)用工程師徐兵兵先生發(fā)表精彩演講，介紹了解決平板、手機(jī)散熱問題的新方案。隨著科技的進(jìn)步，手機(jī)、電腦等消費(fèi)電子正朝著輕薄短小的方向發(fā)展，隨之而來的是散熱的挑戰(zhàn)，對(duì)如何在PCB布線和元器件排布上提升散熱性能，采用奧地利微電子專利技術(shù)的散熱新方案給出了完美答案。

　　圖1. 奧地利微電子應(yīng)用工程師徐兵兵先生

　　為了避免PCB上熱點(diǎn)的集中，電子工程師在設(shè)計(jì)方案時(shí)需要盡可能地將功率均勻地分布在PCB板上，以保持PCB表面溫度性能的均勻和一致。但是往往設(shè)計(jì)過程中要達(dá)到嚴(yán)格的均勻分布是較為困難的，許多器件的擺放有嚴(yán)格的限制條件，而使用奧地利微電子的方案則可以按照散熱需求將功耗最高和發(fā)熱最大的器件布置在散熱最佳位置附近，可以有效避免出現(xiàn)功率密度太高的區(qū)域，規(guī)避出現(xiàn)過熱點(diǎn)影響整個(gè)電路的正常工作。

　　徐兵兵先生表示ams多相解決方案可以有效防止熱疊加效應(yīng)。采用ams獨(dú)有的分割技術(shù)， 用一根CTRL控制線將主控芯片與Power Stage連接起來，取代了多根控制線的傳統(tǒng)做法。

　　ams控制回授線采用專利分割技術(shù)來實(shí)現(xiàn)將主控芯片的一部分提取出來，再跟MOS合成一個(gè)芯片，相對(duì)于傳統(tǒng)方案ams多相解決方案可以將MOS和主控芯片擺放在相隔較遠(yuǎn)的地方，防止熱疊加，而且每相僅需一根控制回授線，代替?zhèn)鹘y(tǒng)5根控制線， 極大地方便了走線。

　　CTRL控制線不僅是一根數(shù)字信號(hào)線，用于主控芯片控制MOS的開關(guān)；同時(shí)也是一根模擬信號(hào)線，用于向主控芯片實(shí)時(shí)匯報(bào)電流信息。這是一根數(shù)字+模擬的控制線，而且是雙向通信的。

　　ams采用技術(shù)含量非常高的分割技術(shù)，極大的方便了PCB板設(shè)計(jì)時(shí)的零件布局以及走線。能有效降低PCB銅箔損耗，且避免熱重疊的發(fā)生。對(duì)系統(tǒng)散熱有著極大的幫助。

　　圖2. PCB布局優(yōu)化模擬圖

　　電源管理是另一個(gè)挑戰(zhàn)

　　目前，平板、手機(jī)除了散熱問題還有電池續(xù)航問題，電池續(xù)航能力已經(jīng)成為人們選購電子產(chǎn)品的重要指標(biāo)之一。平板、手機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的性能在日益增強(qiáng)，支援的功能也越來越多，例如高屏幕分辨率、媒體影像、或者游戲等應(yīng)用。這些應(yīng)用都需要高功率處理器，也就是說處理器需要更大電流，這樣，電池續(xù)航問題就出來了。

　　奧地利微電子應(yīng)用工程師徐兵兵先生表示，高集成度、高精度、超低功耗是奧地利微電子電源產(chǎn)品的三大特性。奧地利微電子以做汽車電子起家，一直以來都對(duì)質(zhì)量都有超高要求，擁有自己的晶圓廠，積累了很多的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在消費(fèi)電子、醫(yī)療、工業(yè)、車載等領(lǐng)域的電源管理上都具備非常大的優(yōu)勢(shì)。徐兵兵先生詳細(xì)介紹了奧地利微電子電源管理芯片如何從三個(gè)方面來降低功耗。

　　平均功耗

　　為了最大限度的提升電池續(xù)航能力，根據(jù)實(shí)際使用情況，在運(yùn)行一些小程序時(shí)，處理器需要關(guān)掉一些無需用到的核心來降低平均功耗；在不需要很好顯示效果時(shí)，可以將顯示加強(qiáng)功能關(guān)閉，這需要相對(duì)應(yīng)進(jìn)行電源動(dòng)態(tài)管理。

　　先進(jìn)的電源管理芯片必須要做到動(dòng)態(tài)管理各組電壓，根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用的實(shí)際情況，實(shí)時(shí)的調(diào)高/調(diào)低供電電壓，或者實(shí)時(shí)關(guān)閉/打開某些電壓。這樣才能夠最大限度降低平均功耗。

　　瞬態(tài)功耗

　　除了平均功耗，還有一個(gè)瞬態(tài)功耗的概念，同樣對(duì)電池續(xù)航能力有著非常大的影響。系統(tǒng)在處理應(yīng)用的時(shí)候，負(fù)載電流并不是一個(gè)恒定值，而是在高低不停的做著瞬態(tài)變化。這就考驗(yàn)著電源管理芯片的瞬態(tài)響應(yīng)能力，電源管理芯片的工作頻率越高響應(yīng)速度越快。

　　另外，電源管理芯片需要支持高開關(guān)頻率，支持低感值輸出電感，以及擁有寬頻高效的補(bǔ)償系統(tǒng)，最直接的反饋回路也就是電源管理芯片直接對(duì)接CPU內(nèi)核進(jìn)行電壓回授，這是提升瞬態(tài)響應(yīng)能力必須要做到的。

　　轉(zhuǎn)換效率及自身功耗

　　另外，電源管理芯片的轉(zhuǎn)換效率及自身功耗也是非常重要的。奧地利微電子一直致力于打造高效節(jié)能的電源管理芯片，而奧地利微電子的電源管理芯片一直以超低功耗享譽(yù)業(yè)界。

　　奧地利微電子應(yīng)用工程師徐兵兵先生表示，在未來的發(fā)展中，便攜智能終端將會(huì)主要體現(xiàn)在“便攜”和“智能”這兩個(gè)方面。就便攜而言，除了向輕薄短小的方向發(fā)展，還會(huì)多樣化發(fā)展，比如智能手表，智能眼鏡等，而不會(huì)拘泥于手機(jī)、平板這樣的傳統(tǒng)產(chǎn)品。關(guān)于智能，它將會(huì)給人們帶來更多的人性化的服務(wù)。“移動(dòng)支付”和“手勢(shì)識(shí)別”將會(huì)成為新的熱點(diǎn)。

　　奧地利微電子一直致力于高集成度、高精度以及超低功耗的高性能模擬芯片的開發(fā)，電源管理、無線技術(shù)以及傳感技術(shù)是三大核心領(lǐng)域，而不管是“便攜”還是“智能”都離不開這三項(xiàng)技術(shù)的支持，面對(duì)未來的挑戰(zhàn)奧地利微電子將會(huì)攜這三大核心優(yōu)勢(shì)為電子工程師提供更多優(yōu)質(zhì)解決方案。