超級(jí)電容填補(bǔ)了電池和一般電容之間的功率空地,它能供給比電池更高的觸發(fā)功率,并能比一般電容存儲(chǔ)更多的能量。超級(jí)電容模組可認(rèn)為峰值功率事件(如GSM/GPRS射頻突發(fā)發(fā)送、GPS數(shù)據(jù)讀取、音樂播映、閃光照相和視頻播映)供給所需的觸發(fā)功率,然后接受電池的再充電。法拉電容器其優(yōu)點(diǎn)包含延伸通話時(shí)刻、延伸電池壽命、閃光更亮以及音樂質(zhì)量更佳。設(shè)計(jì)師還能夠藉此節(jié)約空間和本錢,因?yàn)樗麄冎恍枰紤]滿足均勻功耗的電池和電源電路即可,不必重視峰值負(fù)載。
目前的移動(dòng)電話一般運(yùn)用D類音頻放大器。這些放大器在一個(gè)H橋電路中選用了兩對(duì)FET來控制揚(yáng)聲器線圈。
時(shí)向相反方向驅(qū)動(dòng)線圈。該電路的電源一般是3.6V的電池。帶立體聲音頻的手機(jī)有一對(duì)放大器和揚(yáng)聲器。對(duì)8Ω的揚(yáng)聲器來說,音頻功率= 3.6V2/8Ω = 1.6W,或立體聲時(shí)為3.2W。在峰值立體聲音頻功率下的電池電流=3.2W/3.6V = 0.9A。因此這種情況下的音頻播映可能會(huì)受到功率約束、失真和干擾的影響。
問題1:當(dāng)峰值電池電流超過1A時(shí)會(huì)發(fā)生音頻噪聲/嗡嗡聲,這將在音頻放大器電源電壓上發(fā)生顯著的紋波。
超級(jí)電容器生產(chǎn)廠家假如電池組+銜接器+PCB走線的總阻抗等于150mΩ,那么1A的峰值電流將在電源電壓上發(fā)生150mV的紋波,1.8A的峰值電流發(fā)生270mV的紋波。電源電壓中的這種紋波將給聽者帶來音頻噪聲。GSM/GPRS/EDGE發(fā)射時(shí)的峰值電流高達(dá)1.8A,因此也會(huì)發(fā)生音頻噪聲,在通話時(shí)用戶會(huì)聽到217Hz的嗡嗡聲。
問題2:電池?zé)o法同時(shí)滿足無線數(shù)據(jù)發(fā)送和音頻放大器發(fā)生的峰值功率要求,成果將導(dǎo)致失真。
當(dāng)用戶用GSM/GPRS/EDGE手機(jī)賞識(shí)音樂時(shí),手機(jī)電池將無法同時(shí)供給峰值音頻電流和峰值射頻發(fā)射功率來呼應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拜訪。網(wǎng)絡(luò)會(huì)周期性地拜訪手機(jī)以盯梢手機(jī)位于哪個(gè)蜂窩,并確認(rèn)手機(jī)應(yīng)該運(yùn)用的發(fā)射功率。這種網(wǎng)絡(luò)拜訪期間,在手機(jī)呼應(yīng)時(shí)音頻放大器供電可能會(huì)下降,此時(shí)用戶會(huì)聽到一聲“喀噠聲”。不過,電池能夠輕松供給約100mA到200mA的均勻音頻電流。
問題3:CDMA、GSM&3G手機(jī)中有限的音頻功率和差的低聲呼應(yīng)。
不論是什么型號(hào)的手機(jī),其音頻才能和質(zhì)量都取決于音頻放大器的輸出功率和揚(yáng)聲器的阻抗。在典型的手機(jī)裝備中,兩個(gè)D類放大器均在電池供給的3.6V電源下驅(qū)動(dòng)一對(duì)8Ω的揚(yáng)聲器。如上所述,此時(shí)的大音頻功率為3.2W,峰值電池電流為0.9A。成果不論是經(jīng)過手機(jī)的內(nèi)部揚(yáng)聲器仍是經(jīng)過外部銜接的揚(yáng)聲器/耳機(jī)供給的都將是淺陋、低功率的音頻功能,低聲呼應(yīng)功能非常有限。
另一種選用法拉電容的電路方案,它能夠處理上述一切問題,并供給四倍的峰值音頻功率。CAP-XX HS206便是一種0.55F、85mΩ的雙單元超級(jí)電容,它用于供給峰值功率,電池則供給均勻功率。升壓轉(zhuǎn)換器將超級(jí)電容充電至5V。
此外,由于射頻發(fā)射而在電池電壓上發(fā)生的紋波也不會(huì)反映到音頻放大器上。這些紋波已被升壓轉(zhuǎn)換器的線路穩(wěn)壓電路和超級(jí)電容濾除了,從而徹底消除了217Hz的嗡嗡聲。