Home / Hardware Tutorial / Power Management [ Part 1 ]

Power Management [ Part 1 ]

ဖုန္းတစ္လံုးရဲ႕ Power System Management ( PSM ) ဟာ အလြန္တရာ မွ အေရးပါလွပါတယ္။ လူတစ္ေယာက္ အသက္ရွင္ေနႏိုင္ဖို႔ ႏွလံုး မွ ခႏၱာကိုယ္အႏွံ႔ ေသြးပို႔လႊတ္ေပးေနရသလို Electronic System ေတြမွာလည္း Supply Voltage ကို ပို႔လႊတ္ထိန္းခ်ဳပ္ဖို႔ Power System Management တစ္ခုလိုအပ္ပါတယ္။ အဲ႔ဒီလို Power System ကို ဦးေဏွာက္လို႔တင္စားေခၚေဝၚၾကတဲ႔ CPU နဲ႕တြဲၿပီး Management လုပ္ႏိုင္တဲ႔ Unit ကို Power Management Unit လို႔ ေခၚပါတယ္။

 

Power Management Unit ( POWER IC )

ဖုန္းမွာမူလရင္းျမစ္ DC Supply ရရွိႏိုင္တဲ႔ေနရာ က Battery တစ္ခုတည္းပဲရွိပါတယ္။ ၄င္း Battery က Voltage ကလည္း 3.7 V တစ္မ်ိဳးတည္းပဲ ထုတ္ေပးပါတယ္ ( မွတ္ခ်က္။   ။ Battery အား အနည္း/အမ်ားကို ခဏေမ႔ထားပါ )။ မိုဘိုင္းဖုန္းတစ္လံုးရဲ႕ ဆားကစ္ေပၚမွာ Light Control Module , WIFI Module တို႔လိုမ်ိဳး System Module အခြဲေပါင္း ေျမာက္မ်ားစြာနဲ႕ ပါဝင္ဖြဲ႕စည္းထားပါတယ္။ အဲ႔ဒီ System Module ထဲမွာ ထည္႔သြင္းသံုးစြဲထားတဲ႔ အိုင္စီေတြကလည္း အမ်ိဳးအစားေပါင္းမ်ားစြာရွိပါတယ္။ အဲ႔ဒီအိုင္စီ ေတြကလည္း Manufacturer အမ်ိဳးမ်ိဳးက ထုတ္လုပ္ထားတာျဖစ္လို႔ တစ္ခုနဲ႔တစ္ခု ေပးသြင္းဗို႔ေတြ ထိန္းေၾကာင္း ပံုေတြ စြမ္းေဆာင္ရည္ေတြ မတူၾကပါဘူး ( ဒါေပမယ္႔ Standard တစ္ခုျဖစ္ေအာင္ေတာ႔ 3.3 V ထက္ပိုမိုမေတာင္း ဆိုေအာင္ ကန္႔သတ္ထားပါတယ္ )။ အဲ႔ဒီေတာ႔ အရင္ဆံုး လိုအပ္လာတာက အမ်ိဳးတစ္ရာ႔တစ္ပါးေသာ အိုင္စီေတြက ေတာင္းဆိုလာတဲ႔ ဗို႔အားပံုစံအမ်ိဳးမ်ိဳးကို ေပးသြင္းႏိုင္ဖို႔ Power Management Unit တစ္ခု လိုအပ္လာပါတယ္။ ဒီေတာ႔ က်ေနာ္တို႔သိထားတဲ႔ Power IC ကို ထည္႔သြင္းလိုက္ျခင္းျဖင္႔ ျပႆနာကို အေတာ္အတန္ေလး ေလ်ာ႔က်သြားေစပါတယ္။

Power IC ဆိုတာ

  • အဝင္ဗို႔ ပံုစံတစ္မ်ိဳးတည္း ( ဥပမာ Battery Volt ) ေပးသြင္းလိုက္ရိုက္နဲ႔ ဖုန္းတစ္လံုးမွာ လိုအပ္ေလ႔ရွိတဲ႔ Voltage အမ်ိဳးမ်ိဳးကို ထိန္းခ်ဳပ္နည္းအမ်ိဳးမ်ိဳးနဲ႔ Battery Volt 3.3 V ေလာက္ကေန 4.3 V ေလာက္အတြင္းမွာ တည္ၿငိမ္တဲ႔ စြမ္းေဆာင္ရည္နဲ႔ ထုတ္ေပးႏိုင္တဲ႔ IC တစ္မ်ိဳးျဖစ္ပါတယ္။
  • ဒါ႔အျပင္ အျခားအသံုးဝင္တဲ႔ Module အခ်ိဳ႕ရဲ႕ပတ္လမ္းေတြကိုလည္း ဒီ Power IC ထဲမွာ ထည္႔သြင္းတည္ေဆာက္ ေပးထားတတ္ပါ ေသးတယ္ ( ဥပမာ Audio Output , SIM Reader ) ။
  • ဒါ႔အျပင္ Multi Purpose Pin လို႔ေခၚတဲ႔ ငုတ္ေတြ ပါဝင္ေသးတဲ႔အတြက္ အျခား System Module မ်ားစြာနဲ႔တြဲၿပီး အျခား Control လုပ္တာ Data အသြားအျပန္ယူတာေတြလည္း လုပ္ေဆာင္ႏိုင္ပါေသးတယ္။
  • ေနာက္ထပ္လည္း CPU နဲ႔အတူတြဲၿပီး RF ပိုင္းအတြက္ လိုအပ္တဲ႔ Frequency ထုတ္ေပးတဲ႔ Oscillation ထုတ္ေပးတာမ်ိဳးလည္း လုပ္ေဆာင္ႏိုင္ပါတယ္။
  • External Power Source ကေန ရရွိလာတဲ႔ Charging Voltage ကိုလည္း Battery Charging ျပဳလုပ္တာမ်ိဳးလည္းစြမ္းေဆာင္ႏိုင္ပါတယ္။
  • ယခုေနာက္ပိုင္းထြက္ရွိလာတဲ႔ PMU ေတြဟာ ပိုမိုၿပီး စြမ္းေဆာင္ႏိုင္ခ်က္ေတြမ်ားျပားလာပါတယ္။ LED Backlight Driver လို အပိုင္းေတြကအစ သူ႔အထဲမွာ ေပါင္းစပ္ပါဝင္ဖြဲ႔စည္းထားပါတယ္။

ဖုန္းတစ္လံုး ပါဝါ စဖြင္႔ကတည္းက ပါဝင္ပတ္သက္ေနရတဲ႔ အိုင္စီ မလို႔ ျပႆနာ အေပးႏိုင္ဆံုးအပိုင္းလို႔ေတာင္ ေျပာလို႔ရပါတယ္။

DCDC Convertors

DCDC Convertor ဆိုတာ DC Supply တစ္ခုကေန ေနာက္ထပ္ DC Volt အထြက္ တစ္ခု ရရွိေအာင္ ေျပာင္းလဲေပးႏိုင္တဲ႔ Circuit ( ပတ္လမ္း ) တစ္ခုကို ဆိုလိုတာပါ။ ခုေခတ္ ေရပန္းစားေနတဲ႔ Portable Electronic Device ေတာ္ေတာ္မ်ားမ်ားမွာ ထည္႔သြင္းသံုးစြဲၾကပါတယ္။ ဒီနည္းပညာကို သံုးစြဲလာခဲ႔ၾကတာ ၾကာပီျဖစ္ပါတယ္။ ခု မိုဘိုင္းဘုတ္ေတြမွာ DCDC ေတြ အမ်ားအျပားပါဝင္လာတာမို႔ ထည္႔သြင္းသင္ၾကား ရျခင္းျဖစ္ပါတယ္။ အထက္မွာေဖၚျပခဲ႔တဲ႔ POWER IC က ထုတ္ေပးတဲ႔ ဗို႔အမ်ိဳးအစားမ်ားထက္ ေနာက္ထပ္ ဗို႔အားတစ္မ်ိဳးကို လိုအပ္ေနပီ ၊ အဲ႔ဒီ ဗို႔အားကိုလည္း အခ်ိန္ပိုင္းအကန္႔အသတ္နဲ႔သာ အသံုးျပဳဖို႔လိုအပ္တယ္ ၊ အေျခအေန အကန္႔အသတ္နဲ႔သာ အသံုးျပဳဖို႔လိုအပ္တယ္ဆိုတဲ႔အေျခအေနေတြမွာ DCDC Convertor IC ေတြထပ္မံထည္႔သြင္း သံုးစြဲၾကရပါတယ္။ ( ဥပမာ တာဝါတိုင္ အနီးအေဝးအလိုက္ PA ရဲ႕ ေပးသြင္းဗို႔အားကို ပံုစံအမ်ိဳးမ်ိဳးေပးသြင္းျခင္း ၊ ကင္မရာရိုက္လို႔ Flash Light လိုအပ္ခ်ိန္မွာ Flash LED ကို ဗို႔ေပးသြင္းျခင္း ။ Camera Application ကိုဖြင္႔လိုက္မွ Camera Driver IC ကို ဗို႔ေပးသြင္းတာ၊ Screen OFF ျဖစ္ေနခ်ိန္မွာ Sleep Mode ျဖစ္ေနခ်ိန္္မွာ မလိုအပ္တဲ႔ အပိုင္းေတြ ဗို႔အားေပးထားတာကို ရပ္ဆိုင္းထားႏိုင္ျခင္း )။

DCDC Convertor တစ္ခုဟာ အမ်ားအားျဖင္႔ ေအာက္ပါ တာဝန္ ၃   ရပ္ ေလာက္ကို လုပ္ေဆာင္ႏိုင္ၾကပါတယ္

  • Output DC ထုတ္ေပးဖို႔ လိုမလို အေၾကာင္းၾကားခ်က္ကို Enable ငုတ္မွတစ္ဆင္႔ ေစာင္႔ၾကည္႔ႏိုင္ျခင္း
  • တည္ၿငိမ္ဗို႔အားတစ္ခုထြက္ေအာင္ တာဝန္ယူႏိုင္ျခင္း။
  • အထြက္ပတ္လမ္း ေရွာ႔က်ေနပါက POWER IC မပ်က္စီးေအာင္ ၄င္းကိုယ္တိုင္သံုးစြဲေနေသာ Power IC မွ ေပးသြင္းဗို႔ကို ကာကြယ္ထားႏိုင္ျခင္း

အရိုးရွင္းဆံုး DCDC Convertor တစ္ခုမွာ အဝင္ရယ္ Ground ရယ္ အထြက္ရယ္ဆိုပီး ငုတ္ ၃ ခု ပါဝင္ပါမယ္။ ဒီထက္ နည္းနည္းပိုျမင္႔လာရင္ Output Short ကို ကာကြယ္ဖို႔ တစ္နည္းအားျဖင္႔ Output Current ကို ထိန္းသိန္းဖို႔ ISINK ဆိုတဲ႔ငုတ္တစ္ခု ပါလာပါတယ္။ ဒီထက္ နည္းနည္းပိုျမင္႔လာရင္ေတာ႔ Enable ဆိုတဲ႔ Output DC Volt ထုတ္ေပးမလား မထုတ္ေပးဘူးလား ဆံုးျဖတ္ေပးႏိုင္တဲ႔ Enable/Disable ကို ဆံုးျဖတ္ေပးမယ္႔ CE ဆိုတဲ႔ ငုတ္တစ္ခု ပါလာပါတယ္။

LDO SMPS

 

 

 

POWER Management IC ႏွင္႔ DCDC Convertor တို႔ကို ႏွိဳင္းယွဥ္ခ်က္

အရင္ဆံုး သူတို႔ ၂ မ်ိဳးလံုးမွာ ပါဝင္တဲ႔ Voltage Regulated တဲ႔ နည္းပညာကို ေျပာျပပါမယ္။

Output Transistor ကို Linear Mode နဲ႔ေရာ Switching Mode နဲ႔ေရာ အသံုးျပဳၿပီး Volt ထုတ္ၾကပါတယ္။

LDO

Linear Mode နဲ႔ Volt ထုတ္တဲ႔နည္းကို LDO Low Dropout လို႔ေခၚပါတယ္။LDO နည္းလမ္းကိုအသံုးျပဳပီး ေတာ႔လည္း အဝင္ ဗို႔အားကို တည္ၿငိမ္္အထြက္ဗို႔အားရရွိေအာင္ ထိန္းသိမ္းေပးႏိုင္ပါတယ္။ LDO နည္းကိုသံုး မယ္ဆိုရင္ VIN ( Input Voltage ) က VOUT ( Output Voltage ) ထက္ပိုမ်ားဖို႔လိုပါတယ္။ တည္ေဆာက္ရတဲ႔ ကုန္က်စရိတ္သက္သာပါတယ္။ PMIC ေတြမွာဆိုရင္ PWM ( SMPS ) အထြက္က ရလာတဲ႔ ဗို႔ကို အဲ႔ဒီ PMIC ထဲကိုပဲျပန္ေကၽြးပီး LDO နည္းနဲ႔ အထြက္ဗို႔ ပတ္လမ္းမ်ားစြာထုတ္ယူသံုးစြဲတာမ်ိဳး ၊ VPH_PWR လိုင္းကေနတစ္ဆင္႔ LDO နည္းသံုးပီး ဗို႔ပတ္လမ္းမ်ားစြာ ထုတ္ယူသံုးစြဲတာမ်ိဳး လုပ္ေလ႔ရွိပါတယ္။ DCDC Convertor အမ်ားစုဟာ LDO စနစ္ကိုပဲသံုးၾကပါတယ္။

poercombo

Sample LDO

PWM OUT to LDO IN

 

 

SMPS

smps2

Sample SMPS System

Output Transistor ကို Switching လုပ္ယူျခင္းျဖင္႔ Output Voltage ကိုထုတ္ယူပါတယ္။ SMPS နည္းကိုသံုးမယ္ဆို သူ႔အတြက္ Frequency ထုတ္ေပးမယ္႔ Oscillator တစ္ခု လိုပါတယ္ ဖုန္းမွာ Oscillator ပိုင္းအတြက္ Power IC ေဘးနားမွာ Power IC Crystal ဆိုပီး 32KHz Crystal တစ္ခု ထည္႔သြင္း ထားေပးပါတယ္။

  • High efficiency,
  • Constant Large Current , Constant Voltage
  • low power dissipation and
  • high power density (small size)

အထက္ပါအခ်က္ ၄ ခ်က္ဟာ LDO ထက္ SMPS က ပိုမိုသာလြန္တဲ႔ စြမ္းေဆာင္ရည္ေတြျဖစ္ပါတယ္။ ဖုန္းပါဝါအိုင္စီေတြမွာေတာ႔ အထက္ပါ နည္းလမ္း ၂ မ်ိဳးလံုးထည္႔သြင္းထားပါတယ္။

About Phyo Nyi Nyi

Check Also

G630-U00 and H30-C00 Touch Error Solution

ဒီ model ေတြမွာေတာ့ Touch error ျဖစ္ခဲပါတယ္။ေရဝင္လို႔သာ R2502 R2503 ေလးေတြ ဆားေပါက္ပီး touch မရေတာ့တာ မ်ားပါတယ္။ ဘာေၾကာင့္ ျဖစ္ခဲသလဲဆိုေတာ့ …

Leave a Reply