有鑑於行動裝置功能日趨多元，對於電池效率的要求因而提升，為延長電池壽命，電源晶片供應商除了在系統層級上執行更新的電源管理技術外，也藉由整合晶片的新架構與高電流升壓轉換器，持續增加電池使用時間。
隨著可攜式產品內建的功能越來越多，消費者也希望不受限於電池壽命而能長時間使用各式功能，因此電源晶片供應商開始使出渾身解數，以期提升可攜式裝置電池的使用長度與效能，並進一步符合可攜式裝置輕薄短小的趨勢。
整合音訊功能電源晶片問世
為延長具備音樂播放功能的可攜式裝置電池壽命，以及解決智慧型手機等行動聯網裝置的功能越來越強，對於釋放電路板空間、管理電源預算和產品熱損等客戶最關心的議題，Dialog推出整合音頻元件的高整合度電源管理IC。
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| 圖1 Dialog電源管理及音頻事業部行銷總監Mark Jacob表示，面對許多處理器廠商也擁有電源管理產品，Dialog的關鍵優勢在於和許多處理器廠商維持密切的合作的關係。 |
Dialog電源管理及音頻事業部行銷總監Mark Jacob(圖1)表示，該公司為混合訊號晶片供應商，因此對於整合電源管理晶片與音訊元件有一定的技術能力，新產品擁有五個晶片上的直流對直流(DC-DC)轉換器，可透過5毫瓦(mW)電流提供24位元立體聲耳機播放，有助延長強調音樂播放功能的可攜式產品電池續航力。他強調，相較於標準的Class AB放大器，新產品內建的Class G耳機驅動器效率可高出70%。
然而電源管理晶片整合音訊元件是否為未來趨勢？Jacob認為不盡然，手機功能漸趨多元，除整合各種通訊技術外，還有多媒體功能，因此電源管理晶片變得相當重要，若是電源IC能為中央處理器(CPU)管理一些功能，則相對的也可減少CPU的負擔，並減少功耗，而Dialog於電源管理晶片中整合音訊元件僅為開端，未來只要是須利用高壓電流的功能，如通用序列匯流排(USB)，也將適合與電源晶片結合。
至於歐勝(Wolfson)也曾推出類似的產品，與Dialog的新產品有何不同，Jacob解釋，兩家公司著重的市場不同，自然產品也有所差異，歐勝在音訊產品上著墨甚深，因此由音訊晶片整合電源管理晶片，而Dialog一直專注於電源晶片的研發，更可提供客戶更佳的電源管理效能，他並指出，也許1年前歐勝的整合產品會對Dialog第一代純電源管理晶片帶來威脅，但如今Dialog已追上其腳步，並在電源管理上更勝一籌。
提升能源效率 高電流升降壓轉換器發威
除從系統層級進行電源管理外，如何在符合輕巧設計前提下，提高可攜式裝置的電池使用壽命，亦是產品設計人員面臨的重要課題。德州儀器(TI)電源管理部門資深副總裁Steve Anderson表示，隨著愈來愈多手持式電子產品具備資料傳輸速率更高以及功能更多的無線連結能力，電池效率的良窳已更顯重要，而透過較高電流的升降壓(Buck-boost)轉換器，將有助提高能源效率，並利用最小的電路板空間進行電源管理。
一般而言，隨著使用時間增長，可攜式裝置電池亦會不斷放電，輸出電壓會由4.2伏特降至3.3伏特，甚至更低。因此，系統設計人員已無法僅單純以升壓或降壓轉換器進行電源管理，較理想的方法，是採用升降壓轉換架構，以避免電池無法正常供電，而導致系統停擺。
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| 圖2 德州儀器亞洲區市場開發高效能類比產品市場行銷經理何信龍指出，目前已有智慧型手機、微型投影機和LED指示板業者開始利用TPS63020進行導入設計。 |
德州儀器亞洲區市場開發高效能類比產品市場行銷經理何信龍(圖2)進一步指出，現今有些業者係利用一顆升壓IC和一顆降壓IC的組合方案來實現升降壓轉換的目的，然而這種做法會有兩次功率轉換，效率只能達到約80%。因此，該公司採用H橋(H Bridge)架構開發出單輸入升降壓轉換器單晶片方案TPS63020，可在寬電流範圍內實現高達96%的轉換效率。
不同於目前市場上其他升降壓轉換器方案，TPS63020的開關電流可達到4安培，運作輸入電壓介於1.8至5.5伏特，可將鋰離子電池放電至2.5伏特或更低，同時維持出色的輕負載效率，典型靜態電流(Quiescent Current)可達30微安培(μA)。
此外，TPS63020升降壓轉換器的切換頻率高達2.4MHz，比現今市場上普遍所見的1MHz規格更高，因而可大幅縮減周邊元件數目與電路板空間，實現小於100平方毫米的直流對直流轉換器解決方案，且較同類競爭方案小60%以上。
不過，將切換頻率提高至2.4MHz，雖可進一步縮小產品尺寸，但相對也會帶來電磁干擾(EMI)的挑戰。對此，何信龍強調，切換頻率增加，確實會造成雜訊產生的頻率提高，但電磁干擾是所有開關式電源IC勢必面臨的設計挑戰，因此，不論切換頻率為何，均須設法克服此一問題，如在布局時加入遮蔽，或是採用濾波器降低干擾。