Warum benötigen Mobiltelefone ein Energiemanagement?
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Warum benötigen Mobiltelefone ein Energiemanagement? Denn die meisten Mobiltelefone werden mit einer einzelligen Lithiumbatterie betrieben (im Batteriefach wird jede Batterie mit einer Nennspannung von etwa 3,6 V als Einzelzelle bezeichnet. Auch wenn es sich um zwei parallel geschaltete Batterien handeln kann, entspricht dies eigentlich einer Batterie, die in zwei Hälften geteilt wird. Dadurch wird der Strom automatisch ausgeglichen und es gibt keinen Unterschied für den Stromkreis). Bei vollständig geladener Batterie beträgt die Leerlaufspannung etwa 4,2–4,3 V, bei leerer Batterie etwa 2,5–3,0 V. Einfache Geräte wie Fernbedienungen können so konstruiert sein, dass sie über einen so großen Spannungsbereich funktionieren. Bei Mobiltelefonen ist das jedoch nicht der Fall. Mobiltelefone sind sehr kompliziert. Aus verschiedenen technischen und historischen Gründen benötigt jedes Teil eine andere Stromversorgung. Manchmal muss die Spannung erhöht, manchmal gesenkt und manchmal der Strom geregelt werden. Stromversorgungsanforderungen verschiedener Teile von Mobiltelefonen 1. Anwendungsprozessor Der erste große Stromverbraucher ist der „Anwendungsprozessor“. Der Anwendungsprozessor wird im Allgemeinen mit der modernsten Technologie hergestellt. Es sind grundsätzlich mindestens zwei Spannungen erforderlich. Eine davon ist die Kernspannung, die im Allgemeinen unter 1 V liegen kann, um den Anwendungsprozessor schnell zu machen und einen geringen Stromverbrauch zu gewährleisten. Obwohl die Spannung niedrig ist, sind Milliarden Transistoren im Einsatz, sodass der Stromverbrauch beträchtlich ist. Eine andere Spannung ist die E/A-Spannung, normalerweise 1,8 V oder 3,3 V. Dies ist seit langem eine Standardspannung und wird zur Kommunikation mit verschiedenen anderen kleinen Chips auf dem Chip verwendet. Gibt es also außer der Verbesserung des Prozesses und der Senkung der Kernspannung noch andere Möglichkeiten, den Stromverbrauch zu senken? Der Prozessor hat zwei Stromverbraucher. Der erste ist der Schaltverlust. Bei jedem Schalten des Gate-Schaltkreises geht eine bestimmte Energiemenge verloren. Daher ist die bedarfsgerechte Änderung der Betriebstaktfrequenz die wichtigste Möglichkeit, Energie zu sparen. (Die Spannung muss außerdem an die Frequenz angepasst werden.) Selbst wenn der Takt vollständig unterbrochen wird, weist der Prozessor noch immer einen gewissen Leckverlust auf, und aufgrund der Weiterentwicklung der Halbleiterherstellung neigen diese Verluste sogar dazu, zuzunehmen. Der Prozessor verfügt im Allgemeinen über mehrere Leistungsbereiche. Die Lösung besteht darin, die Stromversorgung der vorübergehend nicht verwendeten Teile abzuschalten. Dies hat zur Folge, dass die Stromzufuhr unterbrochen wird. Das Öffnen dieses Teils dauert beim nächsten Mal einfach etwas länger. Es gibt auch das Problem der Prozessorarchitektur. Im Allgemeinen verbrauchen einfache Prozessoren mit sequentieller Ausführung weniger Strom als komplexe Out-of-Order-Prozessoren. Daher ist ein dedizierter Standby-Kern ein sehr intelligenter Ansatz. 2. Bildschirm und Hintergrundbeleuchtung Der zweite große Stromverbraucher ist der Bildschirm. Bei LCD-Bildschirmen müssen im Allgemeinen viele LED-Lampenperlen in Reihe geschaltet werden, um eine Hintergrundbeleuchtung zu bilden, und es ist eine Boost-Schaltung erforderlich. Die Bildschirmhintergrundbeleuchtung liegt im Watt-Bereich. Dies hängt auch mit dem Öffnungsverhältnis und der Lichtdurchlässigkeit des LCD-Panels zusammen. Wenn Sie den Bildschirm heller machen, steigt der Energieverbrauch überproportional an, daher ist das Verringern der Bildschirmhelligkeit immer eine gute Möglichkeit, Strom zu sparen. Da der schwarze Teil von OLED-Bildschirmen kein Licht abgibt und keinen Strom verbraucht, lässt sich durch die Gestaltung der Benutzeroberfläche in Schwarz viel Strom sparen. 3. HF-Modul Das HF-Modul ist manchmal ein großer Stromverbraucher. Bei guten Signalbedingungen sendet der HF-Leistungsverstärker nur mit einer Leistung von 10mW. Bei schlechten Signalverhältnissen wird die Sendeleistung auf maximal 2W erhöht. Die HF-Leistung eines Mobiltelefons kann sich unter verschiedenen Signalbedingungen um das Hundertfache unterscheiden, weshalb es nicht schwer zu verstehen ist, warum die Standby-Zeit eines Mobiltelefons bei schlechtem Signal kurz ist. Befindet sich das Mobiltelefon jedoch an einem Ort ohne Signal, beispielsweise in einem Tunnel, versucht das Mobiltelefon, mit der maximalen Sendeleistung Kontakt zur Basisstation aufzunehmen. Wenn keine Verbindung zur Basisstation hergestellt werden kann, wird die Suchfrequenz reduziert, um Strom zu sparen. Als Gewinner des Qingyun-Plans von Toutiao und des Bai+-Plans von Baijiahao, des Baidu-Digitalautors des Jahres 2019, des beliebtesten Autors von Baijiahao im Technologiebereich, des Sogou-Autors für Technologie und Kultur 2019 und des einflussreichsten Schöpfers des Baijiahao-Vierteljahrs 2021 hat er viele Auszeichnungen gewonnen, darunter den Sohu Best Industry Media Person 2013, den dritten Platz beim China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, den Guangmang Experience Award 2015, den dritten Platz im Finale des China New Media Entrepreneurship Competition 2015 und den Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018. |
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