手机电源管理

手机电源管理 May 2005

Semiconductor Div. Seiko Instruments Inc. PP TMPL001 内容

■ 中国手机市场 ■ 2G 手机要求 ■ 日本手机市场

手机要求 ■ 手机方块图 ■ 产品介绍 ■ 未来产品 ■ 总结 ■ 3G

Seiko Instruments Inc. 1

中国手机市场 Million

500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 2G 3G

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Year

Source : SII own research Seiko Instruments Inc. 2G 手机要求 主要 声音通话

ü加长使用时间 低消耗电流 高精度 ü便于携带 尺寸小 Seiko Instruments Inc. 2

日本手机市场

Million 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 YEAR 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2G 3G

Source : SII own research Seiko Instruments Inc. 日本 3G 手机市场

Million 30 25 20 15 10 5 0 2002 2003 2004 2005 Year Source : SII own research CDMA2000 1x VGS FOMA Seiko Instruments Inc. 3

3G应用在日本

ü FOMA (Carrier : NTT Docomo) 手提电子钱包 视屏电话 ü CDMA1X (Carrier : KDDI)

GPS with electrical compass FM Radio Tuner ü VGS (Carrier : Vodafone) TV Tuner Karaoke

Seiko Instruments Inc. 3G手机要求

通话功能, 视频电话,多媒体播放器, Web Browsing , E-Mail , Game ····

ü处理器高性能化 高效率 大电流输出 ü复杂的系统 有序控制 Seiko Instruments Inc. 4

手机方块图 RF part

Receiver Transmitter TCXO or Temp. Sensor Power Amp IICBUS Base band part Controller MPU Application Processor

VR VR VR DC/DC VR VR GPO

RTC Charge Pump DC/DC LCD

Camera Module

VR EEPROM Temp. Sensor Bluetooth TM I/F VR EEPROM Peripherals

Battery Pack Li Battery Power Supply part Temp. Sensor VD

for 3G mainly

Seiko Instruments Inc. 产品&未来介绍

ü Voltage Detector / 电压检测器 ü Voltage Regulator / 电源稳压器 ü Charge Pump for LED Driver / 充电泵

ü ü ü ü

Temperature Sensor / 温度传感器 SNT Package / SNT 封装 Programable port controller /可编程瑞口控制器 DC/DC for Power Amplifier / PA DC/DC 控制器

Seiko Instruments Inc. 5

VD (电压检测器) Response time

Reset IC VDD (H > L) 1000

No.1 Spec Low Consumption Current With High Speed Response Previous VD

S-1000 GND VOUT 100 S Voltage 10 S-1000 500nA

1000nA Current consumption Release Voltage 3.150 V 3.000 V Hysteresis Detection Voltage Seiko Instruments Inc. LDO (电源稳压器)应用例子

Suppress noise (emphasis on ripple rejection rate) S-1112 Power management LDO

Power Supply for RF Circuit Multi VR(4～6ch) PM IC (LDO*6)

System Power Supply

Small PKG (high output current is not required) S-817

LDO LDO

Li-ion battery LiMobile Phone Battery Backup Power Supply

Iout = 200 to 300 mA is required S-1170,etc. Power Supply for Camera Module, SD Card Seiko Instruments Inc. 6

Requirement of LDO (电源稳压器) 低消耗电流

Realize current consumption of 9A with ripple rejection ratio of

小型轻巧 LDO For 手机 满足小空间

Composite product 2ch VR built-in Shunt FET eg. S-1711 Series 70dB

eg. S-1167 Series 小巧外接组件

For 300mA of output ceramic cap. 0.1F eg. S-1132 Series 低输入输出电压差

Ultra Low Drop-out Voltage 0.4ohm at 300mA eg. S-1170 Series Seiko Instruments Inc. LDO (电源稳压器)特性 高纹波抑制率

80dB S-1112/22 S-L2985 高纹波抑制率=20log

Vout Vin S-1167 70dB

60dB Previous VD 9μA

消耗电流 (typ.) Vin S-1167 Vout

Seiko Instruments Inc. 7 应用例子

延长电话使用时间 , 降低待机时的消耗电流 .

在待机时间, 减低操作中的IC 及 副屏用的电源IC消耗电流 必须降低消耗电流 eg. 9A à S-1167 Seiko Instruments Inc. 应用例子 S-1711

In cellular phone, several VR are controlled by ON/OFF. Especially in 3G high speed control is required. However, even VR output is set OFF, some charge remains in output capacitor. The following circuit may not operate properly.

VOUT

ON/OFF Discharge Shunt FET Output Capacitor

After VR is OFF, the remaining charge is discharged by turning on the discharge shut FET. Then Vout goes to \"L\".

Seiko Instruments Inc. 8

LDO 研究案例 GPS Module

高纹波抑制率 超低消耗电流 S-1112 S-1167

RF Module 高纹波抑制率及小封装 S-L2985: WLP(1.3x0.7x0.5) S-1112

LCD Module(with Camera Module) 小型封装 S-1323 超低消耗电流 2个电压

S-1711 S-1167 CMOS Camera Module 高纹波抑制率 超低消耗电流 S-1112 S-1167 Baseband module Vibrator 小型封装 S-1323 后备电池充电用 SD/MS card 大电流 S-1170 S-817

Bluetooth Module 高纹波抑制率 S-1112

超低消耗电流S-1167 TV/Radio Module 大电流 S-1170

低输入输出电压差. S-1132 Seiko Instruments Inc. LED驱动方块图 Charge pump part C+

内置有恒流 回路 C CPout

无须电阻 和 稳定电流回路

Constantcurrent circuit (3 channels) Iout1 Iout2 Iout3 Charge pump Soft start +

PFM controller

RIset/VIset Oscillator (600 kHz) Reference voltage S-8813

ON/OFF function ON/OFF GND Seiko Instruments Inc. 9 应用例子

3沟道白光LED驱动(充电泵) 2个输出电流值调整方法 : 电阻可变型

VIN IOUT1 IOUT2 IOUT3 GND 和

ON/OFF RISET CPOUT C+ C- 电压可变型

ON/OFF VISET CPOUT C+ C- R Vref

variable current setting resistance type variable voltage type Seiko Instruments Inc. 应用例子

LED驱动 (DC/DC控制器) L (Coil) SBD VOUT

VIN Control Signal ON/OFF CONT COUT VDD GND

FB LED Driver IC Step-up switching Regulator RFB Seiko Instruments Inc. 10

Temperature Sensor 温度传感器 温度传感器 Output Voltage -8.2mV/deg 温度开关 5 deg Step Det Output +60 +95

-40 +100 Temperature deg Vdd S-8110C/20C Vss Vout -40 +100 Temperature deg Vdd RESET S-8130 Vss Det

Seiko Instruments Inc. 小型封装方案 Thin

Advanced small PKG \"SNT\" Package WLP SON S-L2985 Thickness

SC82 SOT-23 TO-92 D1.2×W0.8×H0.6 DIP type

Gull wing lead type Flat lead type Wafer level CSP Mounting area Small

Seiko Instruments Inc. 11 未来产品

系统复杂化 à CPU的端口不足 LCD CCD V/R DC/DC DC/DC CPU V/R V/R CPU的端口不足 Seiko Instruments Inc. 可编程端口控制器 8ch port S-7750 DC/DC DC/DC 可编程 瑞口控制器 EEPROM V/R V/R ICBUS

解决方法 : 1.能控制各种装置的ON/OFF 2.IC自身内置振荡回路,可以 有序控制时间 3.通过ICBUS可以与CPU通 信, 4.为了记忆初期的有序启动, 内置了EEPROM.

CPU

Seiko Instruments Inc. 12

未来产品 Inductor (uH) 50

高频化DC/DC 可以使用小型的线圈 40 30 20 Previous DC/DC 实现手机的小型化 For Cellular Phone 10 0.1 1 10

Frequency (MHz) Seiko Instruments Inc. 内置FET降压同步整流DC/DC RF Part

Development PA(功率放大器)电源用 ● PA用DC-DC需具备 : 1. 内置FET及同步整流. 2. 输入电压直接输出的 旁路FET,此FET还需内置. 3. 低导通电阻. Built-in 4. 能够外部控制旁路FET 和DC/DC的动作切换. 5. 根据外部基准电压进行设 定的功能. 6. 高频化,使用小型的线圈. Under

PA

Control Signal Reference Voltage Synchronous SWR Seiko Instruments Inc. 13

内置FET降压同步整流DC/DC PA电源用建议规格 : ■ 频率 à 2MHz ■ 输出电压 à 0.48V to 3.6V ■ 输出电流 à 550mA ■ 封装 à WLCSP

2.17mm×2.17mm (Ball pitch=0.5mm) 0.60mm

9pin-WLCSP 2.17mm 2.17mm

Seiko Instruments Inc. 特性

EFFICIENCY vs. LOAD CURRENT

95 90 EFFICIENCY(%) 85 80 75 70 65 60 55 50 10 >90% R

Vin=3.6V Vout=2.5V 300 270 240 210 180 150 120 90 60 30 0 2.0 3.0

D nce f ere e ata

RDS(ON) vs Input Voltage Rds[mΩ]

100 LOAD CURRENT (mA) 1000

For Synchronous Rectification Pch Nch Bypass 4.0 POWER_VIN[V] 5.0 6.0

Seiko Instruments Inc. 14 总结

手机中使用的IC应具备下列特点 ü ü ü ü ü ü

低耗电 高精度 小型封装 高效率 大电流输出 系统有序控制 Seiko Instruments Inc.

Thank you

Contact us at sales@http://www..com/doc/3c6783618.html, http://www..com/doc/3c6783618.html,

谢谢 !!

Seiko Instruments Inc. 15