移動設(shè)備電池續(xù)航時(shí)間如何延長？

　　摘要：電池續(xù)航時(shí)間是移動計(jì)算市場上的核心競爭力之一，這涉及兩個(gè)方面：一是每次充電后系統(tǒng)能支持多長使用時(shí)間，二是系統(tǒng)在產(chǎn)品使用壽命內(nèi)的每個(gè)充電周期都能提供一致的使用能力。通過結(jié)合使用2S電池組和由DA9312所支持的高集成度電壓轉(zhuǎn)換策略，與現(xiàn)有分立解決方案相比，不僅有可能使PCB面積減半，還有可能使元件數(shù)量和PCB高度減半。

　　移動計(jì)算市場發(fā)展非常迅速，各生產(chǎn)商為爭奪市場份額紛紛展開激烈競爭。競爭的其中一項(xiàng)關(guān)鍵點(diǎn)是電池續(xù)航時(shí)間，這涉及兩個(gè)方面：一是每次充電后系統(tǒng)能支持多長使用時(shí)間，二是系統(tǒng)在產(chǎn)品使用壽命內(nèi)的每個(gè)充電周期都能提供一致的使用能力（圖1）。

　　移動設(shè)備內(nèi)部計(jì)算元器件如今被廣泛采用在從可穿戴設(shè)備到筆記本電腦等眾多應(yīng)用中（圖2），但電池容量與元器件的發(fā)展速度并不相同，因此生產(chǎn)商都在探索各種方法對電池進(jìn)行配置，以便盡可能從現(xiàn)有的電池技術(shù)中獲得更多電量。電池配置和系統(tǒng)架構(gòu)的協(xié)同優(yōu)化，為生產(chǎn)商提供更大功率效率、進(jìn)而提供更長電池續(xù)航時(shí)間提供了一條康莊大道。

　　目前的一個(gè)主要問題是現(xiàn)在的處理器和系統(tǒng)級芯片（SoC）芯片在低電壓條件下的高功率需要，這會導(dǎo)致高峰值電流需求。需要最大電流的時(shí)間可能很短，但其對系統(tǒng)一次充電能運(yùn)行多長時(shí)間和總使用壽命有很大的影響。

　　今天的SoC迫使系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師在他們的電池解決方案中選擇高電流放電率。提高SoC能效的需要促使他們降低內(nèi)核電壓——現(xiàn)已大幅降至1V以下。通常，當(dāng)輸入與輸出電壓比處于低水平時(shí)，向這些器件供電的降壓轉(zhuǎn)換器具有更高的工作效率，這使得看上去低壓電池配置可提供更低的功率損耗，從而幫助確保系統(tǒng)一次充電運(yùn)行更長時(shí)間。但使用低供電電壓會導(dǎo)致電池組提供更大電流。

　　高放電速度下的反復(fù)電量損耗會顯著降低電池的有效容量。為此，電池生產(chǎn)商都針對其產(chǎn)品在規(guī)定循環(huán)壽命下的最大放電速度給出了建議。

　　在2A平均放電電流下，電池在500個(gè)充放電循環(huán)后，還能充滿其額定容量的95% 以上。在20A平均放電電流下，該有效容量會降到僅70%，從而限制電池的使用壽命。在舊式設(shè)計(jì)中，電池常?？梢愿鼡Q。但生產(chǎn)商由于希望向用戶提供更長的一次充電可運(yùn)行時(shí)間，越來越傾向于使用不容易更換的嵌入式電池。

　　嵌入式電池方案為生產(chǎn)商提供了更多途徑來增加其產(chǎn)品的額外電池容量。一些可翻轉(zhuǎn)式平板電腦設(shè)計(jì)將電池嵌入平板電腦和鍵盤模塊的多個(gè)位置，以提供比使用單個(gè)可拆卸電池組更高的總?cè)萘俊Ｒ虼?，嵌入式電池解決方案在可使用周期內(nèi)的容量變得日益重要。

　　電池單元的布置方式可決定輸出電壓和峰值電流額定值，因而電池配置常常以電池單元的布置方式來表示。電池單元可能采用并聯(lián)（p）布線，這時(shí)的總峰值電流輸出等于一個(gè)單元的輸出乘以并聯(lián)布線中的單元數(shù)量。2P 配置能夠有效地使電流加倍。相反，在采用串聯(lián)（s）布線中，輸出電壓將會增加，2S配置可使輸出電壓加倍。有些系統(tǒng)（特別是筆記本電腦）使用混合布線，如 3S2P配置。較小的系統(tǒng)常常使用1S、2S或3S布線。