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 DC-DC转换器实现手机电池电力的高效率
 
您是否曾遇到过这样的情况,非常渴望打最后一个电话,但又知道手机电池可能会在呼叫期间随时断电?当您电池的最后一焦耳电能被耗尽时,功耗和效率就将真正呈现出新含义。以一款典型的手机为例,即使没有用手机打电话,LCD屏幕亮起、显示时间及正在使用的网络运营商等任务也会消耗电力。如果它是一款更高级的手机,还可以播放您喜爱的MP3音乐或浏览视频数据。不过,每为手机增加一种功能,实际上也增加了电池的负担。对于大多数手机设计者来说,能否延长可用电力的使用时间是您的手机在下次充电前能够持续多久的关键。这意味着电力需要在各种功能模块间小心谨慎地保护和预算,以最大限度地延长电池寿命和使用。

要实现真正的效率,并不仅仅意味着DC-DC转换器在负载指定的某个操作点可以获得多高的效率,而是在DC-DC转换器整个载荷范围内这种高效率能够维持多久。一般来说,大部分DC-DC转换器都指定可以达到的最大效率数字,而且人们也通过选择一个非常大的数字(如95%),毫不犹豫地选择一个合适的转换器。然而,要真正地充分利用这个效率,还需要把转换器的曲柄转到可以实现最大功率转换的操作点上。如果未转到这个点,就不能达到95%的效率。而且因为这个问题,根据所应用的载荷,有时甚至达不到60%的效率。

针对这一问题,需要创新的解决方案。以翔硕电子推出的一种全新的DC-DC降压转换器为例,它可在轻负载时提供高效率。AM2107系列是同步降压转换器,可以提供高达300mA或600mA的电流,同时实现90%的高效率。它可以在整个负载范围维持高效率,在接近最高负载时达到顶峰。率也能维持在80%以上。该器件利用专用的可调节Z因子模式(Z-Mode)切换架构,实现了PWM和PFM间平稳的转换,而不会牺牲瞬态响应、偏压电流或效率。因此,Z-Mode架构极大地提高了负载电流转换期间的性能,在提供更好的瞬态响应的同时,仍在“休眠”Z-Mode中维持轻负载65μA的低偏压电流。

该器件接受2.7~5.5V的输入电压范围,并能够在300mA/600mA的持续负载电流中提供0.8~3.3V的输出电压。此外,其2MHz或4MHz的高交换频率也使得它非常适合空间受限的便携式器件,如手机、PDA、DSC、PND、GPS、PMP和其他便携式仪器。该器件的一个典型应用。
 
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