作者：光斯帝

        据市场调研公司Information Network数据，2005年全球1英寸硬盘的出货量将从2004年的870万个增长到2,320万个，而2009年可增加到1.4亿个，复合年增率为75%左右。刺激微型硬盘出货量迅速增长的主要原因是，MP3播放器、PDA、数码相机和数码摄像机等使用微型硬盘的移动应用不断增加。

        苹果电脑的iPod在便携式手持消费产品中确立了一种趋势：它是第一个采用微型硬盘的电池驱动的MP3播放器。随后，韩国的三星电子在去年末推出了SPH-V5400，据论证是第一个使用1.5GB硬盘的可拍照手机。显然，在便携产品领域存在一个利用硬盘取代闪存以提高存储容量的趋势，但硬盘确实带来了增加功耗的问题。现在，手机不仅变成了语音、数据和便携媒体中心，具有环绕声、高分辨率视频和静止影像功能，它还面临驱动硬盘微型马达的问题。

        幸运的是，电源管理技术和元件方面取得的进展，以及数据排序和智能分区(硬盘与应用处理器之间)极大地降低了元件的潜在功耗。

        电源管理的复杂性

        按照现在的情况，可拍照手机的电源管理及功率传递链已十分复杂，涉及多达17个单独的稳压器。如果采用微型硬盘，将需要更多的稳压器。这些器件必须能够即时(在脉冲模式)提供相对较大的电流，而在硬盘旋转时提供较小的电流，并在硬盘需要停转时离线和进入睡眠态。

        延长功能丰富的手机电池寿命的关键，在于稳压器的布局方式和各个稳压器的效率。在范围广泛的低压电路中，效率较高的开关模式稳压器已基本上取代了LDO，但它们可能把开关噪声带进敏感电路之中。另外，开关在轻电流负载的情况下往往会损失效率。显然，要使电源管理器件只提供所需的电压和电流，避免其它不必要的因素，是需要动一些脑筋的。

        对用于手持设备的微型硬盘加以分析，就会发现可用选择相对较少。一种是东芝生产的硬盘，另一种是日立生产的(从IBM继承的技术)。一家名为Cornice(美国科罗拉多)的初创公司声称，已向飞利浦和三星等公司出货了100万个1英寸MP3“存储器件”。象其它HDD一样，该器件具有一个IDE接口，最大容量达3GB。

        被最初的苹果电脑iPod所采用的东芝硬盘，具有30GB的容量，采用一个1.8英寸的盘片，寻道时间为15毫秒。Portelligent公司(美国德州)总裁David Carey发表的解析报告显示，该硬盘采用32MB的SDRAM作为缓冲器。Carey估计，大约相当于存储20分钟无跳跃的音乐。

        在这些令人感兴趣的规格背后，iPod Mini等基于硬盘的音乐播放器都面临一个重大的电源管理问题：对于硬盘开始旋转时需要的电流尖峰作出有效反应。在Portelligent汇编的功耗分析中，当从硬盘上找到歌曲准备播放的时候，大约有5秒钟的时间功耗将升至1.5W。在实际播放过程中，功耗下降至0.4或0.2W，取决于用户在播放时是否开着背光。

        功耗将在0.5W的范围内上下波动，取决于用户对于iPod的点击率和显示屏的使用情况。但据Portelligent的报告，硬盘访问和寻道动作显然消耗的功率最多。

        为了从一个3.6V锂离子电源提供一个受约束的3V电源轨，制造商曾建议使用LDO以保证低噪声；后来，其它厂商利用“降压”拓扑完善了降压开关稳压器。但是，在早期手机中，当电池电压降至3或3.3V以下时，仍然不能确定电池还剩下多少容量。如果继续使用，将导致电池的可测量电压降至3V以下，有些估计指出，当电压处于3V时，电池最多剩下10%的容量。

        有些制造商认为，升压拓扑——“升压”稳压器——当电池电压下降至3或2.8V时可能适合于使电源轨的电压回升至3.3V。

        虽然降压和升压稳压器可以提供高转换效率，但稳压器开始的时候充当降压稳压器，然后再变成升压稳压器――这种“降压－升压”的类型转换，可能效率太低，无法从几乎电量耗尽的电池中多挤出一点额外电流。

        美国凌特公司的便携产品营销经理Tony Armstrong表示，欧洲手机厂商仍然倾向于在电池电压降至3或3.1V时关机。他说，但韩国手机厂商会让电压一直降到2.8或2.7V。不过他提醒道：“你不会希望在较低的电压下挤出这么多的电流，因为这样会损害你的电池。”

   &