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如果你问十几岁的青少年最希望他们的MP3是什么样的，他们的回答总是相同的一他们希望自己的MP3具有很酷的外形以及优异的音质，另外他们还希望电池工作时间越长越好。
和大多数的便携电子产品类似，便携媒体播放器采用2．8V-4．2V锂离子电池或聚合物锂电池来供电。在这些设备中延长电池寿命以及最小化电能耗费的关键是在整个系统中最大化电源效率。为实现这个目标，便携媒体播放器的设计者必须首先关注两个子系统一一核心处理器和微硬盘。
聚焦核心处理器
便携媒体播放器必须解决的第一个问题是如何有效地将来自电池的供电电压转换为核心处理器的供电电压。便携媒体播放器中的锂离子电池或聚合物锂电池的平均供电电压为3.6V，而大多数该类型设备的核心处理器的设计工作电压则低得多，通常约为1．1V到2．5V。为了最大化电池工作时间，设计者必须高效地将来自电池的电压降低。
设计者通常可有两种选择：线性调节器或感应式DC／DC降压转换器。以．线性方式降压将导致较低的能量转化率。采用线性调节器将来自电池的3 6V电压供给需要1．5V电压的处理器，这种方式的能量转化率约为42％。设计者也可采用降压转换器来达到同样的目的，在最佳操作条件下，该方式的能量转化率可高达95％。即使是在典型的操作条件下，降压转换器的效率也通常超过90％。(如图1所示)
和任何设计决策一样，选择降压转换器也需要作某些权衡。首先降压转换器需要更多的外部元件。通常需要一个电感和多个电容。尽管最近电源半导体生产商推出了较小封装的降压转换器，但是通常来讲，这种设计方案比采用线性调节器需要更多的PCB面积。辐射型噪音也是一个考虑因素。电感和电源的转换将会产生噪音问题，而采用线性调节器时则没有同样的问题。但是对于并不使用对噪音敏感的RF电路的便携设备来说，这些噪音问题是很容易控制的。因此采用降压转换器的设计者必须掌握一定的最大化PC板设计和过滤输入／输出噪音的技术。尽管如此，巨大的电源效率收益以及它们对电池寿命所产生的正面影响，远远比在设计中采用降压转换器所增加的设计复杂度来得重要的多。
最大化电源效率的一个关键就是选择一个可以在任何操作模式下均可得到高效率的感应式DC／DC转换器。便携媒体播放器中典型的系统处理器负责检测处理器所执行的任务并为这些任务排定优先级。这些处理器通常在完全工作模式，待命模式和睡眠模式下工作。在完全工作模式时，处理器需要相当多的电能(比如视频流)。但在睡眠模式则只需要足够刷新内存的电能就可以了。而且，处理器有可能处于睡眠或待命模式下相当长的时间。因此，需要选择一个可以在高负载和低负载下都提供出色转换效率的DC／DC车专换器。
转换频率也是一个关键因素。便携媒体播放器的设计者面临设计极小极轻产品的挑战。降压转换器的转换频率将决定其所需外部元件的尺寸。转换频率越高，电感和其他外部元件的尺寸越小。对于转换频率在1MHz~2MI-Iz之间的转换器，产生对音质视频线路干扰噪音的可能性也较小，而这些线路正是媒体播放器的核心部分。最后，还需要考虑媒体播放器微处理芯片的一些特性。许多最新一代芯片提供附加的节电模式，这种节电模式在处理器进入睡眠或待命模式时通过降压转换器调节来降低待机电压。这种节电模式可以进一步节能和延长电池寿命。
给微硬盘驱动器以动力
尽管过去几年以来，磁盘驱动器生产商大幅提高了设备的电源效率，便携媒体播放器中的唯一机电部件一微硬盘驱动器一仍消耗掉系统大部分的功率。但是，微硬盘器与核心处理器有显著区别。硬盘具有两个基本操作状况：开和关。由于没有待机模式，电源系统对低负载时效率没有要求。相反地，设计者需要选择可以在满负载模式时提供优异效率的电源设备，且该设备需要满足驱动所要求的特定电压和电流．范围。第二个要求是快速瞬态响应。当电机启动时微硬盘需要瞬态电流骤增。设计者需要能够对负载瞬时变化条件作出恰当反应并且不影响系统其它部分工作的转换器。选择具有优异线路和负载瞬时响应的转换器对于满足这一要求至关重要。在这些条件要求下，设计者可以选择标准降压转换器或升降压转换器。低压差的标准降压转换器有很多优点。例如，如果微硬盘工作电压设计为3.3V，当电池电压落到其正常值3.6V以下时，这类电源器件可以降低电压或进入100％负载状态，并追踪电池电压。这种方法具有很高的效率，因而设计者可以选择较小的外部元件。图2展示了典型的DC／DC降压转换器。另一选择升降压DC／DC转换器可以提供比输入电压或高或低的输出电压，并可基于开关晶体管负载周期调整。升降压DC／DC转换器要求使用较大的外部元件，且效率较第一种选择低。例如，具有较低下降电压的标准降压转换器的效率在95％左右，而升降~DC／DC转换器的效率通常在80％-85％之间。但是，通过增高供电电压，升降压转换器可以允许媒体播放器的电池在低至2.8V的电压下工作并最大化系统的工作时间。
结语
毋庸置疑顾客需要便携媒体播放器具有高性能，吸引人的外表，紧凑的结构，及方便的操作使用。但电池寿命是顾客评价产品质量标准中的关键因素之一。电池工作时间越长，客户的评价越好。电源转换效率是最大化电池寿命的关键。通过综述媒体播放器中每个子系统各种类型的可用电源设备，及为消耗电力最多的子系统选择最有效率的设备，设计者可以延长电池寿命，从而确保产品在市场上的成功。
和大多数的便携电子产品类似，便携媒体播放器采用2．8V-4．2V锂离子电池或聚合物锂电池来供电。在这些设备中延长电池寿命以及最小化电能耗费的关键是在整个系统中最大化电源效率。为实现这个目标，便携媒体播放器的设计者必须首先关注两个子系统一一核心处理器和微硬盘。
聚焦核心处理器
便携媒体播放器必须解决的第一个问题是如何有效地将来自电池的供电电压转换为核心处理器的供电电压。便携媒体播放器中的锂离子电池或聚合物锂电池的平均供电电压为3.6V，而大多数该类型设备的核心处理器的设计工作电压则低得多，通常约为1．1V到2．5V。为了最大化电池工作时间，设计者必须高效地将来自电池的电压降低。
设计者通常可有两种选择：线性调节器或感应式DC／DC降压转换器。以．线性方式降压将导致较低的能量转化率。采用线性调节器将来自电池的3 6V电压供给需要1．5V电压的处理器，这种方式的能量转化率约为42％。设计者也可采用降压转换器来达到同样的目的，在最佳操作条件下，该方式的能量转化率可高达95％。即使是在典型的操作条件下，降压转换器的效率也通常超过90％。(如图1所示)
和任何设计决策一样，选择降压转换器也需要作某些权衡。首先降压转换器需要更多的外部元件。通常需要一个电感和多个电容。尽管最近电源半导体生产商推出了较小封装的降压转换器，但是通常来讲，这种设计方案比采用线性调节器需要更多的PCB面积。辐射型噪音也是一个考虑因素。电感和电源的转换将会产生噪音问题，而采用线性调节器时则没有同样的问题。但是对于并不使用对噪音敏感的RF电路的便携设备来说，这些噪音问题是很容易控制的。因此采用降压转换器的设计者必须掌握一定的最大化PC板设计和过滤输入／输出噪音的技术。尽管如此，巨大的电源效率收益以及它们对电池寿命所产生的正面影响，远远比在设计中采用降压转换器所增加的设计复杂度来得重要的多。
最大化电源效率的一个关键就是选择一个可以在任何操作模式下均可得到高效率的感应式DC／DC转换器。便携媒体播放器中典型的系统处理器负责检测处理器所执行的任务并为这些任务排定优先级。这些处理器通常在完全工作模式，待命模式和睡眠模式下工作。在完全工作模式时，处理器需要相当多的电能(比如视频流)。但在睡眠模式则只需要足够刷新内存的电能就可以了。而且，处理器有可能处于睡眠或待命模式下相当长的时间。因此，需要选择一个可以在高负载和低负载下都提供出色转换效率的DC／DC车专换器。
转换频率也是一个关键因素。便携媒体播放器的设计者面临设计极小极轻产品的挑战。降压转换器的转换频率将决定其所需外部元件的尺寸。转换频率越高，电感和其他外部元件的尺寸越小。对于转换频率在1MHz~2MI-Iz之间的转换器，产生对音质视频线路干扰噪音的可能性也较小，而这些线路正是媒体播放器的核心部分。最后，还需要考虑媒体播放器微处理芯片的一些特性。许多最新一代芯片提供附加的节电模式，这种节电模式在处理器进入睡眠或待命模式时通过降压转换器调节来降低待机电压。这种节电模式可以进一步节能和延长电池寿命。
给微硬盘驱动器以动力
尽管过去几年以来，磁盘驱动器生产商大幅提高了设备的电源效率，便携媒体播放器中的唯一机电部件一微硬盘驱动器一仍消耗掉系统大部分的功率。但是，微硬盘器与核心处理器有显著区别。硬盘具有两个基本操作状况：开和关。由于没有待机模式，电源系统对低负载时效率没有要求。相反地，设计者需要选择可以在满负载模式时提供优异效率的电源设备，且该设备需要满足驱动所要求的特定电压和电流．范围。第二个要求是快速瞬态响应。当电机启动时微硬盘需要瞬态电流骤增。设计者需要能够对负载瞬时变化条件作出恰当反应并且不影响系统其它部分工作的转换器。选择具有优异线路和负载瞬时响应的转换器对于满足这一要求至关重要。在这些条件要求下，设计者可以选择标准降压转换器或升降压转换器。低压差的标准降压转换器有很多优点。例如，如果微硬盘工作电压设计为3.3V，当电池电压落到其正常值3.6V以下时，这类电源器件可以降低电压或进入100％负载状态，并追踪电池电压。这种方法具有很高的效率，因而设计者可以选择较小的外部元件。图2展示了典型的DC／DC降压转换器。另一选择升降压DC／DC转换器可以提供比输入电压或高或低的输出电压，并可基于开关晶体管负载周期调整。升降压DC／DC转换器要求使用较大的外部元件，且效率较第一种选择低。例如，具有较低下降电压的标准降压转换器的效率在95％左右，而升降~DC／DC转换器的效率通常在80％-85％之间。但是，通过增高供电电压，升降压转换器可以允许媒体播放器的电池在低至2.8V的电压下工作并最大化系统的工作时间。
结语
毋庸置疑顾客需要便携媒体播放器具有高性能，吸引人的外表，紧凑的结构，及方便的操作使用。但电池寿命是顾客评价产品质量标准中的关键因素之一。电池工作时间越长，客户的评价越好。电源转换效率是最大化电池寿命的关键。通过综述媒体播放器中每个子系统各种类型的可用电源设备，及为消耗电力最多的子系统选择最有效率的设备，设计者可以延长电池寿命，从而确保产品在市场上的成功。