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电源在薄型设计中的角色

Charles Limonard?? 2015年12月03日 ?? 收藏0
现今美学与现代手机的功能几乎是分不开的。为了销售,设备不仅需要具有良好的电池续航力和丰富的功能,而且还要轻薄、引人注意,且很适合拿在手上。

现在的手机强调全屏幕触控接口意味着,要轻、舒适,且易于放在口袋里,造就手机的设计迈向薄型化。现在,手机外型正变得更“圆滑”(请见附图),这造成对形成壳体和屏幕的材料强度上更多压力,且电池现在围绕电子以提供设备最大化的功率密度。

三星新手机使用曲面面板设计。(图片来源:三星)
三星新手机使用曲面面板设计。(图片来源:三星)

所有这些设计需求,促使设计者须采用高度较低的器件—一般高度需低于1mm,因此它们可以根据显示器和周围的结构器件如电池整齐的切合。但是一些器件更容易比其他做到更薄。

基于平面技术,很有可能使集成电路变得极薄。甚至闪存堆栈可以达到1毫米或更小的高度,因为个别的IC可以削减到厚度小于100微米。当涉及到无源器件时,电阻器和电容利用先进的层压技术优势,使得它们可被构成令人难以置信的小和细长外形。

电感会有更多问题,因为他们依赖以构成一个缠绕磁芯的能力。虽然小尺寸电感确实存在,但很难让它们在超薄的状态下,维持设计者所要求的质量条件,尤其当电感常用于实现开关模式转换电路的关键要素时,这将导致高效率电源设计问题。

通过切换到更先进的电源转换技术,有可能从电路中移除电感,并采用高密度电容来替代。更先进的电源转换器可提供无电感作业,并能以高频运行,以提高整体效率,还能减少外部无源器件的需求以节省PCB空间。若采用晶圆级芯片尺寸封装(Wafer Level Chip Scale Package,WLCSP)设计以支持小型路由,还可以帮助减少使用的PCB面积?提供电池更多的空间。

例如,Dialog半导体的DA9312即使用这种方法,为越来越普遍2S电池组的拓扑结构系统提供一个电压转换器。而一个电压转换器意图供应核心系统电源,其中设备还在其功率FET集成两个降压转换器,以为系统的其他部分供电。因此,通过改变转换拓扑结构使用新技术,可允许更轻薄的设计,电源设计也可以帮助手机制造商实现他们想要的美学。

本文摘自姐妹网站《电子工程专辑》台湾版;版权所有,谢绝转载


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电源? 手机?

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