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移动电源的未来
录入时间:2011-3-2 13:33:35

在现代社会中,很难对我们口袋里带着的无数移动设备的影响做出准确总结,但是,可以很确定地说它们让我们联系更紧密、信息更通畅,生活也变得更有趣了。有一点可以确定的是,这些设备总要用电来运行,并且在可以预见的未来,它将一直这样。这里的问题是未来的移动设备会需要多少能量,以及它们将从何方取得这些能量。

如果我们把现有的口袋大小的移动设备家族拆开来看,就会发现它们可以分成两个主要类别,一类是用于通讯的,一类是用于娱乐的。在现实中,这条分隔线已经消失,许多设备都同时提供两种功能,但是它们也增加了额外的能量消耗,比简单的通话需求要高不少。在将来,这种要求还将继续,像双路视频及IPTV这样的功能将变得无处不在,自然也就要求提高效率,并升级电池技术。

众所周知,电池技术的发展并没有跟上现代电子技术的发展。工程师和科学家们一直都在发掘具有更高能量存储密度的解决方案。目前也有几种可能的选择,其中之一是从科幻小说中走出来的,它就是碳纳米管超级电容器。它通过在平板上生长出微小的碳纳米管,就可以获得超大的电能存储密度。超级电容器不需要化学反应,因此在电池的使用寿命上没有限制,而且这种存储器件实际上是电容器,所以它还可以非常快速地进行充电。

除了改进移动设备的能量存储方法,通过多种收集方法还可以发掘出其他的生产电能的潜力。因为这些设备经常是要“移动的”,所以就可以从光或振动来获取电能并加以存储。这些补充能量来源可以极大地延长移动设备的运行时间。在PMD的后背上装上光伏电池,用户就可以在任何有光的地方把这个设备翻过来放好,对它进行充电。如果是装在口袋里的,每天的振动也同样可以提供额外的能量。

除去收集能量,无线充电也将最终取消连在PMD上的最后一根电线。诸如垂直磁通喷射(Vertical Fountain Flux)这样的充电技术可以直接给移动设备充电,而不会对附近的任何电磁敏感设备产生影响(比如信用卡上的磁条)。用户需要做的所有事就是把PMD放在充电板上。其他的无线充电技术也都在研发中,最终会有一天,这些技术得到标准化并且无处不在,那时就可以让你的PMD再也不必连接到电线上使用了。

我们已经知道了这些设备需要电能,而这些技术都正在进步,但是这个公式另一边的消耗情况又是怎样的呢?PMD的特性和功能都在随着时间而增强,同时生产商也在持续不断地提高设备的运行时间。但这也仅能表明每项功能的能量效率正在进步。能量的最大消费者(除去射频器件)是显示。随着触摸屏技术日益流行,这些设备都要使用更大的屏幕。更大的LCD显示屏就要求有更高功率的背光,因此,这里的任何进步都要走过很长的路才能改进能量的消耗。

有几种不错的显示技术可以对能量消耗进行改进。其一是序列帧LCD(Sequential Frame
LCD),它去掉了显示器中的色彩过滤,这可以吃掉高达85%的背光能量。这些显示器使用蓝、红、绿色的LED灯作为背光,而特殊的帧序列快速地在每种主要颜色帧之间进行切换,从而形成完全彩色的图像。这可以将原有的传统LCD上的背光能量减少到只有20%,从而让电能消耗出现大幅下降。

另一个显示技术是有机LED,或者叫OLED。这项技术不但可以大幅降低功耗,它还可以实现非常有创新的显示器。这种技术可以“印刷”到塑料上,所以它可以非常灵活,允许显示器卷起来或者是弯曲,在PMD上可以达到更大的显示面积。

最后,能量转换器自己也在不断发展。这里很快就可能用上微机电技术,或者叫MEMS,在集成电路的晶圆上打造电能变压器和高密度的电容器,从而在一个芯片内实现完整的电能供应。目前,集成降压电流开关稳压器已经包含有所有部件,只缺少由一个电感和一个电容组成的输出过滤器。如果能把最后两种大的元件集成到晶圆上,并且把开关频率变得更高,高效率的转换器就可以在芯片内实现,从而可以让PMD变得更小,而腾出更大的空间用于能量存储。

我们用移动设备越来越多,这点没有疑问,同样没有疑问的是用户们都期望每一代产品都能带来更丰富的用户体验,同时又能提供两次充电之间的使用时间。最终,我们可能完全依赖于这些设备,而极少再坐在一台“计算机”前面。在许多情况下,这条线已经开始变得模糊,随着新技术的不断涌现,下一代的PMD将不断让我们惊奇。


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