行動電話結合多種不同應用，其中的電源管理需求多少也會有些不同，甚至會有一些特別的要求。因此在開始作業之前，需要對於各種應用有深入的瞭解，包括其作業的速度、電流需求、雜訊，及對於干擾的抵抗程度，甚至是對於形狀、外觀，及散熱/封裝方式的要求...
行動電話結合多種不同應用，其中的電源管理需求多少也會有些不同，甚至會有一些特別的要求。因此在開始作業之前，需要對於各種應用有深入的瞭解，包括其作業的速度、電流需求、雜訊，及對於干擾的抵抗程度，甚至是對於形狀、外觀，及散熱/封裝方式的要求。
本文將行動電話平台內的作業分割，分成數據機或行動電話的核心功能、多媒體處理器功能，以及其他周邊功能等3個部分來作探討。
行動電話平台的作業內容，主要可以分為3個部分：數據機或行動電話的核心功能、多媒體處理器功能，以及其他周邊功能(圖1)。
數據機的功能是整個設計中最為確定的部分，其主要的功能都圍繞著DSP、微控制器、混合訊號、射頻和電源管理電路而進行，且通常都有一些相關的DSP軟體及堆疊軟體(stack software)。多媒體處理器通常都會與數據機核心的數位化功能性分開，並用來處理與語音通訊沒有絕對關連性的一些數位化作業。而其他的周邊功能則可以讓各種應用或產品有其獨有的特色，並且讓自家的產品可以與其他競爭者有所區隔，這其中包括相機、藍芽功能、記憶卡介面、多液晶顯示螢幕、立體聲喇叭，甚至未來也會推出先進的功能，如錄影、指紋辨識等。
數據機核心電源管理裝置，有可能是一組積體電路或獨立的電路，或者是兩者的組合。對於數據機核心而言，其中主要的要求包括要堅固耐用、效能達到最佳化和體積盡量縮小等。因為必須要同時處理數位、類比以及射頻電路，因此電源管理的設計必須要針對整個電路中，可能要去推動的特定作業區塊的PSRR、雜訊、暫態效能、啟動時間、突波的耗電、靜態電流等等特性而進行設計。若使用混合訊號處理器，則有可能開發出一些特製的電路，以便提供許多作業優勢，包括非常小的體積和最佳化的效能，不過仍然有些功能性還是會受到影響，像是應用彈性、套用到其他產品的方便性，以及使用的風險。這種高度整合的解決方案，是任何解決方案中最主要的部分，不過也因為這類產品都與其相關的系統緊密地整合在一起，因此要在很短的時間內進行重新設計和製造是非常困難的。此外由於這些產品都使用非常小的幾何光罩設計，且光罩的數目都非常多，因此其光罩組的設計成本也相當高，限制產品競爭力。
若採用獨立式的電路，除了可以降低解決方案的風險性，並且可以採用不同供應商所提供的元件，藉此有效地降低成本，這樣除了可以在不同的生產地點採用當地的原物料和元件之外，還有機會選擇和使用在新的裝置、架構以及不同供應商的產品。但是這種設計的問題，是這類解決方案是否可以在體積和成本方面，都真正達到最佳化的狀態。
在最後選擇電源管理的架構時，除了產品的上市時間之外，產品的使用成本費用也是非常關鍵的考量因素，雖然這非常難以評量，但是卻是現實世界中所不能忽略的因素。
多媒體處理器對於電源管理裝置的要求，又與數據機核心有極大的不同。對於數據機的PMU而言，主要必須考慮到DSP、微處理器、混合訊號、射頻訊號、記憶卡等因素，但是對於多媒體處理器用的電源管理，其要求則是比較單純的，通常要考慮的因素，只包括核心的電壓、I/O介面，以及在使用一個解決方案時，所需要附加的記憶體。
這樣的分割作業意味著所開發出來的PMU會更小，同時和前面所述的一樣，它可能是各種獨立電路所組合而成的一套整合性解決方案。由於多媒體處理器在這方面的要求，通常都會隨著產品是低階或高階的應用而有所差異，因此其電源需求不像數據機核心一樣那麼固定。所以一般人並不會想到要使用第二級的整合性PMU，而是傾向於針對某些系統設計，採用更為獨立的解決方案，以便提供更佳的應用彈性和更快的產品上市時間。而隨著多媒體處理器幾乎已完全數位化，電源管理裝置也就可以針對這些數位化相關的特性(例如啟動時間、線性及負載暫態效能)，進行最佳化設計。另外由於多媒體核心通常都會長時間處於備用的狀態，因此其待機電流或睡眠模式下的電流，就應越低越好，且即使是在高負載的狀況下重新恢復運作，其功能也不因此受到任何影響。而處理器的軟體載入作業，通常都是在很短的時間內快速完成，因此需要在設計解決方案時，就考慮是否能承受較高的瞬間電流負載。
由於其數位核心電壓值，通常都遠低於標準鋰離子電池的標準輸出電壓，這個差異經常會影響到線性穩壓器技術的發展腳步，而讓產品中經常會使用電感或電容式穩壓器的技術。可是，在進行電路板配置和選擇元件的時候，必須考慮到在有電磁干擾和其他輻射的環境下，所造成的高切換電流和電壓等因素增加了複雜性。
在行動電話中加入其他的周邊功能，可以讓製造廠商生產出與其他競爭者有所區隔的產品。而這個部分通常是行動電話設計中，最有彈性、也是變化速度最快的，因此大多數的設計工程師都必須尋找出快速、且可實際套用的電源管理解決方案。
要克服這項困難，最簡單的方式就是採用線性穩壓器，當電壓降低的幅度不大時，這種方法可以說是有效的，且元件的體積不會太大，成本也很低，且不會產生嚴重的雜訊干擾。即使是電壓降低的幅度較大時，目前的線性穩壓器設計方式，也可提供更低的輸入電壓值，以便在後續進行調節。
而因為這些周邊的應用功能，通常都會長時間處於睡眠狀態下，直到行動電話的使用者需要用時，才會將這項功能開啟，因此對於周邊功能用的線性穩壓器，其設計必須使得產品在待機狀態下，有極低、且對於電池而言幾乎可以忽略的靜止電流。然而在非常低的靜止電流下，其效能相對的也會變差；不過對於某些應用而言，使用者幾乎感受不到1ms以下的時間差異，因此在可接受範圍。
綜合來說，行動電話設計中不同的區域中，各項元件的規格以及效能也都會有不同的要求。設計工程師必須對於終端的應用、成本的限制、體積的要求，以及產品上市時間的緩急有深入的瞭解，才能夠做出正確的選擇，而採用最適當的元件或架構。