¿Estará listo para los próximos requisitos de diseño ecológico de la UE?

No es demasiado pronto para prepararse para las próximas regulaciones que entrarán en vigencia para el diseño ecológico de teléfonos inteligentes y tabletas en la Unión Europea (UE). Las reglas cubren el diseño sostenible¹ y los nuevos requisitos de etiquetado de eficiencia energética² hasta el punto de tener un impacto significativo en la forma en que se diseñan, construyen y presentan estos dispositivos. Una regla requiere que los teléfonos inteligentes se construyan de manera que los consumidores puedan repararlos, actualizarlos y darles mantenimiento fácilmente (en algunos casos, se planea incluir baterías reemplazables). La otra se centra en la inclusión de etiquetas de eficiencia energética similares a las que ya se encuentran en los electrodomésticos.

Se espera que ambas reglas sean requisitos legales en 2024.

Las demandas de rendimiento de la conectividad 5G harán que satisfacer estas nuevas directivas sea aun más desafiante. Tres áreas importantes que se deben considerar al diseñar tabletas y teléfonos inteligentes sostenibles y energéticamente eficientes incluyen: memorias de menor potencia, administración óptima de la energía y cadenas de señales de radiofrecuencia (RF) eficientes.

Este blog repasa brevemente algunos de los requisitos para el diseño ecológico, así como algunas medidas que puede tomar para prepararse. Se centra en los circuitos integrados que permiten una mayor eficiencia, incluido un circuito integrado de memoria con velocidad de datos doble de baja potencia 5 (LPDDR5) de Micron Technology, un circuito integrado para la administración de la energía (PMIC) de Texas Instruments y un circuito integrado para la sintonización de antenas de Infineon.

Ejemplos de las regulaciones para el diseño ecológico

Un par de ejemplos de los nuevos requisitos tomados del anexo de 52 páginas de las regulaciones sobre “Diseñar teléfonos móviles y tabletas para la sostenibilidad: los diseños ecológicos” incluyen los siguientes:

Grado de protección: Estos dispositivos deben estar protegidos contra el ingreso de objetos extraños sólidos de 1 milímetro (mm) o más, y contra las salpicaduras de agua. El grado de protección contra partículas y humedad se expresará como un código IP (Tabla 1). Las pruebas del grado de protección deben realizarse sin una cubierta protectora en el dispositivo. Como se describe a continuación, los dispositivos con baterías de larga duración que no pueden ser reemplazadas por el usuario deben estar diseñados para ser herméticos, de conformidad con el estándar IP67.

Tabla 1: Los requisitos mínimos del grado de protección son para partículas de 1 mm o más grandes, y para salpicaduras de agua. (Fuente de la tabla: ec.europa.eu)

Baterías y administración de las baterías: El estándar de diseños ecológicos exige que las baterías se prueben en ciclos continuos de carga y descarga hasta que la capacidad utilizable alcance el 80% de su valor nominal. La prueba de duración utilizará los algoritmos de carga predeterminados para el dispositivo. El número de ciclos se redondeará a la centena más cercana. Por ejemplo, una batería que alcance el 80% de su capacidad nominal después de 524 ciclos tendrá una capacidad nominal de 500 ciclos.

Todos los dispositivos deben tener una duración de la batería de al menos 500 ciclos. Los usuarios deben poder verificar el estado de las baterías en cualquier momento y reemplazarlas si su capacidad se deteriora demasiado. La excepción son los teléfonos inteligentes con baterías que tienen una vida útil de 1000 ciclos o más y que son herméticas, de conformidad con el estándar IP67. En este caso, no es necesario que el usuario pueda reemplazar las baterías. Sin embargo, los técnicos profesionales sí deben poder reemplazar las baterías de estos teléfonos inteligentes.

Requisitos para la administración de las baterías:

1. Estos dispositivos deben incluir una característica de carga controlable por el usuario que finalice la carga cuando la batería alcance el 80% de su capacidad total.
2. Estos dispositivos deben incluir una configuración predeterminada que asegure que las baterías completamente cargadas no reciban energía, a menos que el nivel de carga baje a menos del 95% de la capacidad nominal. Los usuarios deben tener la opción de desactivar esta configuración.

Además de una administración adecuada de la energía, el bajo consumo de energía es un factor importante para cumplir con los requisitos del ciclo de vida de la batería según las nuevas directivas de diseño ecológico.

Más ancho de banda de memoria, menos energía

Por supuesto, se puede lograr un bajo consumo de energía utilizando componentes energéticamente eficientes. Para empezar, puede recurrir a la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) LPDDR5 para teléfonos móviles. Los dispositivos como el MT62F1G64D8CH-031 de Micron Technology son un 20% más eficientes energéticamente en comparación con los dispositivos de memoria de la generación anterior. Esta DRAM es compatible con el procesamiento de datos a velocidades máximas de hasta 6.4 gigabits por segundo (Gbit/s), un requisito clave para los teléfonos inteligentes 5G, y es un 50% más rápida que los diseños de DRAM anteriores.

Figura 1: Los dispositivos de memoria LPDDR5 como el MT62F1G64D8CH-031 son un 20% más eficientes energéticamente que los dispositivos de la generación anterior. (Fuente de la imagen: Micron Technology)

Circuito integrado para la administración de la energía

El PMIC LP8758A de Texas Instruments puede optimizar el consumo de energía de los procesadores en teléfonos inteligentes y tabletas. Este proporciona cuatro voltajes de salida de convertidores reductores CC-CC independientes y puede controlarse mediante una interfaz serial I²C. El LP8758A cambia automáticamente entre la modulación por ancho de pulsos (PWM) y la modulación por frecuencia de pulsos (PFM) para maximizar la eficiencia en un rango amplio de corriente de salida (Figura 2). Para monitorear el consumo de energía de manera eficiente, el LP8758A puede proporcionar mediciones de corriente de carga sin el uso de resistencias de detección de corriente externas.

Figura 2: El PMIC LP8758A proporciona alta eficiencia en un rango amplio de corriente de salida. (Fuente de la imagen: Texas Instruments)

Sintonización de antenas

Una cadena de señal de RF eficiente es otro factor importante en la eficiencia energética de los teléfonos inteligentes y las tabletas. El BGSC2341ML10 de Infineon Technologies está diseñado para aplicaciones de sintonización de RF, como la coincidencia de impedancia sintonizable, los filtros sintonizables y la sintonización de antenas. Este circuito integrado incluye un condensador sintonizable de 8 estados y un interruptor de RF de polo único y posición doble (SPDT) de baja resistencia que se controla mediante el protocolo de interfaz de procesador de la industria móvil (MIPI) 2.1 RF front-end (RFFE) (Figura 3).

Figura 3: El BGSC2341ML10 incluye un condensador sintonizable (C1) y un interruptor SPDT de RF (SW1 y SW2). (Fuente de la imagen: Infineon Technologies)

Conclusión

Los nuevos requisitos de diseño ecológico para teléfonos inteligentes y tabletas llegarán de la UE en 2024, y ahora es el momento de prepararse. Con miras a la sostenibilidad y la reparabilidad, las nuevas reglas también incluyen etiquetas de eficiencia energética similares a las que se encuentran actualmente en los electrodomésticos. Como se muestra, para cumplir con los exigentes requisitos de baja potencia de los sistemas de nueva generación, los diseñadores pueden optar por memorias DRAM LPDDR5 avanzadas, PMIC y circuitos integrados de sintonización de antenas de fácil acceso.

Referencias:

1: Diseñar teléfonos móviles y tabletas para la sostenibilidad: diseño ecológico

2: Etiquetado de eficiencia energética para teléfonos móviles y tabletas: informar a los consumidores sobre el impacto ambiental