新一代ASSP优化手持设备中的电源管理

　　去年，消费者购买了十亿多部手机，2.2亿台笔记本电脑，1.4亿只MP3，9千万数码相机(DSC)以及1千万套个人导航设备(PND)。依据内部系统架构来说，所有的这些设备都有一定的共性。首先，它们都是由电池供电的，通常都是利用某种锂离子电池(Li-Ion)作为主电源，而利用另一个输入电源作为备份或者为了充电。其次，它们都内置了一定的存储设备，通常包括某种ROM、RAM或NAND闪存，而在许多时候还有一个硬盘(HDD)或SDIO卡。根据技术调查机构IDC的最新研究，去年全世界共生产了1610亿GB的数字信息。这相当于需要用20亿台iPod来存储这些信息。

　　但是，上面没有提及的另一类产品，就是将上述产品功能中的两种甚至三种组合到一起的产品，如便携式媒体播放器(PMP)或数字媒体广播(DMB)产品。这些产品也利用锂离子电池作为主电源，并具有很大的存储容量。它们正在成为消费电子领域中的重要播放设备。

　　PMP或DMB产品的一个关键优点是他们都能播放MP3和MP4格式。因此，利用一台设备就可以欣赏来自DVD-CD或者从网站上下载的音乐和电影。典型地，设备的存储媒质可以存储超过150小时的视频或者1200小时的音乐。但是，和其他任何依赖电池供电的手持设备相类似，这些PMP设备的制造商面临前所未有的压力，他们必须将诸多的功能集成到体积和外形受限的结构里，同时还要提供更长的工作时间。

　　由于绝大多数PMP都具备视频播放和MP3播放的功能，内部电路要求多个功率电平不等的低电压轨。其原因是很清楚的，因为大多数数字大规模集成电路的工作电压为1.5V或更低。同时，存储器和I/O所需电压为2.5～3.3V。于是，采用多负载点(POL)DC/DC变换器对来自锂离子电池的电压进行直接变换是不现实的，系统设计师必须采用更多的集成方案。

　　绝大多数电池供电的手持设备都利用一块定制集成电路(ASIC)来处理电池充电、功率通道控制、提供多路电源电压，以及保护功能(例如实际的输出开路和精密的USB电流限制)等。采用这种方案的目的很明确，就是可以用一枚器件来满足所有的电源管理方面的需求。不过，这种方案也存在一些缺点。首先，ASIC是采用特定的晶圆制造工艺来制造的，要实现每个功能的最佳性能非常困难。其次，对于短动态设计周期的设计变得更为重要的是ASIC的定义和研发所导致的交货周期过长。一般来说，一块电源管理ASIC从概念到交货需要的时间在一年半以上。而在此周期内，一种特定的产品设计可能已经更改了三次或更多。

　　用于电源管理的应用定制标准产品

　　绝大多数的电池供电的手持设备通常可以用一个AC适配器，一个通用串行总线(USB)，或者一块锂/聚合物电池来供电，但是，如何实现这些电源间的电源通道控制是一个很大的技术挑战。直到最近，设计师还在试图利用分离的方式，即用一组MOSFET以及运算放大器等来实现这一功能，但他们面临着很大的问题，如热插拔和很大的瞬间电流等，这些都会引起很大的系统问题。