技术大牛分享：智能移动设备的设计技巧

要提高移动设备电源的续航能力，首先需要开源，也就是增大电池容量；其次是需要节流，以求降低功耗、提高效率；再进一步，就需要系统能够随时了解电池容量状况并以此为依据自动调整系统的工作状态，在保证系统基本服务的情况下尽可能避免不必要的消耗，这也可以被归入降低消耗的范畴，只是更智能一些。

移动互联网时代的来临促使移动终端产品的规模呈火速增长之势，然而终端待机时间短等软肋在给电源设计业者带来挑战的同时，也为行业的蓬勃发展提供了新契机。为此，电子发烧友特邀立锜科技有限公司专案经理郑刚，与其共探智能移动设备中电源的设计技巧与未来的发展方向。

电源续航能力设计三大改进

郑刚指出，要提高移动设备电源的续航能力，首先需要开源，也就是增大电池容量；其次是需要节流，以求降低功耗、提高效率；再进一步，就需要系统能够随时了解电池容量状况并以此为依据自动调整系统的工作状态，在保证系统基本服务的情况下尽可能避免不必要的消耗，这也可以被归入降低消耗的范畴，只是更智能一些。同时，电池容量增大以后，充电时间会成为一个被人关注的问题，能在电池可以接受的范围内尽可能快地将电池充满总是让人愉悦的，于是能够将充电电流放大的Buck架构开关型充电IC应运而生。通常情况下，这些Buck架构的开关型充电IC还具有逆向供电的功能，它们能在需要时将电池电压提升后送到充电接口上供连接在这里的设备使用，是支持USB-OTG应用的绝佳方案。还有一些系统是需要比较高的电池电压才能正常工作的，当使用电池直接对系统进行供电时，电池电压下降到某个设定值以后就不得不关机，而这时电池里其实还存有很多没有被使用的电能，如果能在这样的系统中加入能对电池电压进行适当变换使系统能在电池电压较低时也能正常工作的电源转换器件，电池的续航能力就得到了进一步提升，有这方面需求的用户也可向立锜寻求帮助。

锂离子电池应用的安全策略

在锂离子电池的应用中，保护IC是必须使用的，它的作用是作为锂离子电池保护的最后一道关卡来使用的，在没有出现最坏情况时并不会发挥其功用，但因此而不使用保护IC就可能得不偿失了。除了必须要加入保护环节，要想确保安全地使用锂离子电池，我们还需要考虑得更多。郑刚表示：“采用符合电池特性的正确充电策略是确保安全的最重要措施。”一般情况下，只要按照电池的规格来设定充放电电流、电压，使用常规的三阶段充电策略就已足够保证充电安全，但在某些特殊状况下，使用固定的充电参数已经不能满足安全的需要，这就需要对某些参数进行动态的修改，例如我们需要对充电电流和电压进行修改以符合安全的需要。这种情况通常发生在环境温度、电池温度发生变化的时候，因为常规的电池并不适合在温度过高、过低的情况下使用，当遇到这样的状况时，我们需要降低电池的充电电流和电压以确保安全，避免造成电池的损伤。同时，郑刚还指出，对电池在放电过程中的保护，主要的方法是不要在超出电池负载能力的情况下工作，其实现通常是由用户在设计时通过合理选择电池规格、尽可能使用高效的电源转换器件来达成的。通过侦测电池荷电状况，实时停止系统工作以防范电池的过度放电，也是系统设计者应该承担起的责任。在此过程中，我们能做的只能是向设计者提供符合其期望的合适器件和方案。目前在锂离子电池使用方面比较典型的一类产品是移动电源，市场上为之提供解决方案的厂商有很多。“立锜将整个系统所需要的功能都集成在单一芯片上，各种保护功能也一应俱全，为用户提供了完美的解决方案。”郑刚进一步指出，这种产品的第一代已在客户端大量使用，第二、三代产品已经开始向用户送样测试，并且得到了普遍的好评。在这样的系统中，即便是我们的充放电系统已经做到了最好，但由于电池的安全性问题实在是太重要，锂离子电池在使用中的最后一道防护关——锂离子电池保护，仍是不可缺少的，当所有的外部措施都失效时，就靠这一层对电池提供最后的保护了，使用者切勿为了降低成本而省略了它。作为IC设计公司，除了要在产品的功能、性能参数规格上满足用户使用中的要求外，注重产品的可靠性并不断提升是更重要的方面。目前，立锜所提供的产品已从传统的商用规格向工业规格和车用规格发展，已有很多产品通过相关的认证并获得相关行业用户的认可和使用，既扩大了立锜自己的市场空间，也拥有了更多的服务客户的机会。

电源内层结构设计新亮点

据郑刚介绍，面对智能移动设备市场的发展，立锜科技在这几年中通过技术改造提升了公司的研发实力，在人员培养上一点都没有放松，已经具有了在短时间内同时开发众多大型项目的能力，将其在传统PC领域的优势扩展至笔记本电脑、平板电脑和智能手机等应用中，成为了众多国际大厂的密切合作伙伴。面对众多全新的需求，内层结构该如何优化呢？ 郑刚表示，一方面，工艺上的不断进步使得单位面积上能够集成的东西越来越多，能够实现的功能和性能指标不断提升。另一方面，MCU、OTP和MTP等可编程技术的应用使单一产品满足不同用户需求的能力得到提升，先进的控制架构的性能越来越好，封装也向多元化发展，晶圆级封装和倒装技术逐渐成为主流，在缩小体积的同时，性能表现也越来越好。

多相式DC-DC降压转换器可有效解决电源大电流供应问题

当我们询问立锜是如何应对小型移动设备图像处理器的大电流需求时，郑刚解释道：“与PC的CPU和图像处理器动辄几十A、上百A的电流需求相比，小型移动设备图像处理器的电流需求真的不算什么，不同的是它们的工作电压、负载线需求和对集成度的需要是不一样的，调节方式也会有所不同。与这样的需求相对应，立锜的工艺、设计、控制技术和封装等也在相应地进步以作配合，在产品开发方面也是收获满满。以英特尔的DT 与 AIO Skylake 平台的VCORE供电为例，这些都是移动平台的耗电大户，立锜科技是获得英特尔认证的唯一厂商，没有相关的能力是做不到的。”面对互联网时代催生出来的巨大商机，可以预见到移动设备的市场前景是非常光明的，相关的厂商们正在全力出击，奋战在一个又一个电子市场上。立锜科技也将持续努力把最好的产品和服务提供给客户，为此市场的成长提供源源不尽的动力。