3g手机的电源管理与二代手机完全不一样，它不仅支持语音功能，还有长时间用手机获得互联网服务的功能，以及如mp3播放或pda这样的娱乐和商务功能，甚至视频功能，这些功能会消耗大量的电能。因此，必须在电源管理上采用全新的方法，否则这种功能密集的设备在电池寿命上可能还达不到用户期望值的三分之一，本文将介绍3g手机系统设计中电源管理的策略和发展趋势。

    电源设计通常是在完全了解电压、电流和调整参数后才确定下来，电源开发一般在整个系统开发的后期进行，并且常常远离系统开发商，也可能由oem或第三方厂商开发，这就会出现电源模块与系统模块要求之间的矛盾，这种情况有时难以协调。

    随着系统性能的要求不断提高，上述传统方法已无法达到所要求的目标。取而代之的将是全新的系统设计方法，它在设计系统结构甚至各个电路模块的同时就要求考虑电源输送的方式，这样就可以兼顾以前无法顾及的两部分电路之间的协调。电源现在被看作是系统本身的一部分，需要分配到其它电路模块之中以获得最高的性能和经济效益。某些电源电路实际上可嵌入到电源芯片内部，并能够与其它大容量电源输送芯片进行通讯。这种新方法可取得更佳的性能，在设计过程中，电源设计工程师要获得有关整个系统的详细知识，并在设计早期就参与到oem的开发当中。

    本文将以3g手机的复杂系统为例，阐述如何以整体系统设计方法实现电源管理。

    3g手机的电源要求

    今天的数字手机已经成熟，随处可见的第二代手机在电源管理方面能够适应语音工作模式并具有较高的效率。待机时间长达一周、通话时间可持续数小时的手机并不少见，用户不需额外携带笨重的电池。这样长的电池使用时间来自于功能模块的智能开/关控制与分布式电源结构的结合。分布式电源结构是由若干的初级和次级调节器组成。调节器本身为高效的ldo、磁性开关及开关电容，并且都固定在预设的电压上，以适应特定电路模块的需要。

    然而，对3g手机的电源管理则完全不一样。这种多模式设备不仅有语音功能，还有数据功能。人们长时间用手机获得互联网服务。

    3g手机可能还会提供一些娱乐功能，如mp3播放机或pda一类的商务功能，同时语音服务还会伴随现场的视频功能，这些都会消耗大量的电能。很多新增功能的电路都必须永久性开机，因此无法使用简单的开/关电源管理方式。总之，3g电话在平均功耗方面与2g相比有很大的增加，增加最多的是基带、照相机、内存及显示模块(见图1)。必须在电源管理上采用全新的方法，否则这种功能密集的设备在电池寿命上可能还达不到用户期望值的三分之一。

    提高电池寿命

    我们还是可以通过全局的系统方法来找到解决这个问题的方法。为更简明地说明这一概念，仅以功耗较大的数字基带部分作为分析对象。该数字电路是手机的核心部分，必须一直通电才能实现3g手机的很多功能。它需要有较高的处理能力，以应付压缩视频这样的应用，但这种计算负载在处理不同内容时会出现很大的变化，一般情况下其工作负载相对来说是较轻的。它需要根据任务来调整功耗，这种强大的电源管理机制在笔记本电脑中极为常见，如英特尔的speedstep技术就可根据处理器的几种模式调整电源电压。这是一种开环技术，处理器向vrm模块发出一个简单的命令来改变电压变化的幅度。它取决于该芯片在预定的速度工作时所需的功耗和最小电源电压。这样，在主电源调整器的容许范围内可以增加一个较大的电压幅度，以保证电路的正常工作。

    自适应电压调整(avs)

    在电压调整上，一个更为先进的方法是让它具有完全的自适应性。自适应电压调整avs(adaptive voltage scaling)是通过反馈机制将电源电压调整到给定工作负载(处理量)所需的最小值。这种闭环方式可进一步减小功耗，但需要将部分电源管理电路置入主处理器。

    在传统的手机电源管理系统中(图2)，来自pll合成器的时钟在馈送到基带处理器之前要经过调整。该处理器由一高效电压调节器获得受控电源电压vdd。在保证处理器可达到最大处理能力的条件下，vdd被设在最小的水平上。在不同负载时，处理器所需的电压会有很大的差异。

    累积电能消耗量是电池管理的主要