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笔记型电脑电池电力轻载效率之挑战
 

【作者: Serban Popescu、Laszlo Lipcsei】2003年11月05日 星期三

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对电池来供应电力的笔记型电脑与移动式电脑(mobile computer)来说,电池电力的续航力乃是决定电脑的设计是否成功的重要因素。因为中央处理器(CPU)、晶片组绘图处理器(GPU)与记忆体,通常是由不同的电压线路来供电,因此其中一个很重要的工作,就是透过有效率的方式来将电池的电压转换为各个硬体所需之电压。而被选择来执行此转换作业的便是DC/DC整流器(DC/DC converter),它几乎可以达到95%的转换效率。由于这些积体电路(IC)的动态运作之故,例如,从重载切换为轻载──在电压转换过程中,总是会有DC/DC整流器效率不彰的时候,也可能只能达到约10~20%的转换效率,这会缩短电池实际的电力续航力。 DC/DC整流器通常在重载时都可达到很高的效率,以管理thermal budget。而延长电池续航力的关键在于,制造出可以从很轻载(在mA幅度中)到重载之间的幅度,均提供高转换效率的DC/DC整流器。


有几个方式可以达到此效率等级,其中一最好的方式,便是让DC/DC整流器能够在连续电流(continuous current)与非连续电流(discontinuous current)模式中作业。当电力消耗减少时,从电池到输出去耦合电容器(output decoupling capacitor)的PWM周期(PWM cycle)中转换之能源,会比负载所消耗的能源来得高。


在此情况下,一个PWM周期可能会提供负载所要求之能源一段很长的时间,因此额外的PWM周期便可能会被跳过。在那些被跳过的PWM周期期间传送能源给负载时输出去耦合电容器则扮演储存元件的角色。仅在储存的能源消耗完之后,才会有一个新的PWM周期来为输出去耦合电容器补足能源。为完成这个能源周期,DC/DC整流器便必须要能以非连续的模式来运作。
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