實(shí)現(xiàn)高效供電，PMU成便攜式儲(chǔ)能中的關(guān)鍵

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）如果接觸過便攜式儲(chǔ)能設(shè)備，就會(huì)發(fā)現(xiàn)上面通常會(huì)存在多種充電接口，C接口、DC接口、USB接口、Type-C接口和PD接口等，這些接口各自具有不同的特點(diǎn)和用途，能夠滿足各種設(shè)備的充電需求。

但想要多種接口同時(shí)工作，并且還能安全穩(wěn)定的運(yùn)行，則離不開PMU。在便攜式儲(chǔ)能設(shè)備中，PMU（Power Management Unit，電源管理單元）是一種高度集成的電源管理解決方案。它主要負(fù)責(zé)管理和優(yōu)化電池的能量使用，確保便攜式設(shè)備能夠高效、安全地運(yùn)行。

PMU的一個(gè)重要特點(diǎn)是高度集成化，這意味著傳統(tǒng)的多個(gè)電源管理組件（如充電器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、LDO、ADC等）被整合到一個(gè)單一的封裝內(nèi)。這種集成不僅減少了組件數(shù)量，節(jié)省了電路板空間，還提高了整體的電源轉(zhuǎn)換效率和降低了功耗。

工作原理上，PMU通過內(nèi)置的ADC對(duì)電池的電壓和電流進(jìn)行采樣，使用內(nèi)置或外置的溫度傳感器來監(jiān)測(cè)電池溫度。并根據(jù)電池的類型和狀態(tài)，選擇最合適的充電方式，如恒流充電（CC）和恒壓充電（CV）。當(dāng)電池充滿時(shí)，自動(dòng)停止充電以避免過充。

當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載上升時(shí)，PMU能夠自動(dòng)減少充電電流，優(yōu)先保證系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)通過USB端口充電且輸入電壓降至閾值以下時(shí)，PMU會(huì)減少輸入電流，防止USB端口崩潰。同時(shí)與主芯片綁定定制，配合CPU的上電時(shí)序，按照設(shè)定的順序打開對(duì)應(yīng)的LDO和DC-DC，確保穩(wěn)定啟動(dòng)。

PMU還兼顧電源轉(zhuǎn)換機(jī)制，可以將電池的電壓轉(zhuǎn)換成適合不同設(shè)備使用的電壓水平，并利用LDO提供穩(wěn)定的低電壓輸出，用于敏感電路。

因此PMU可以提供主芯片所需要的多種不同電壓的電源，供給如處理器、射頻器件、相機(jī)模塊等不同的手機(jī)工作單元，確保它們能正常工作。

市場(chǎng)中的儲(chǔ)能PMU解決方案

當(dāng)前市場(chǎng)中，有多家公司推出了用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的PMU，比如TI、ADI等，比如TI的TPS65090，與分立式解決方案相比，TPS65090 可以將平板電腦及其他便攜式電子產(chǎn)品的電池工作時(shí)間延長(zhǎng)約20%。但這款芯片主要適用于基于ARM Cortex A9 和 A15 處理器的便攜式電子設(shè)備，如平板電腦、智能手機(jī)、智能穿戴設(shè)備等。

國內(nèi)也有不少PMU方案，如鈺泰半導(dǎo)體的ETA96/97系列，例如ETA9635就是一款專門用于移動(dòng)電源管理的芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)電源的所有基本功能，包括電池充放電管理、電量顯示、保護(hù)機(jī)制等。還集成了多種功能，減少了外部組件的需求，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

使用該芯片的移動(dòng)電源方案不需要外接多個(gè)MOSFET，也無需鋰電保護(hù)IC和MOSFET，大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程。由于簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)需求，該芯片提供了系統(tǒng)成本最低的解決方案之一。

這款芯片適用于各種移動(dòng)電源產(chǎn)品，包括便攜式儲(chǔ)能設(shè)備和充電寶等。不過在PCB設(shè)計(jì)時(shí)需要注意，需要優(yōu)先放置輸出電容Cout，并確保GND腳地線盡可能地粗，以降低接地的寄生電阻。

此外，還有如艾為電子的AXP2585，該芯片主要用于電池管理以及充電管理，具備多項(xiàng)功能，能夠滿足移動(dòng)設(shè)備對(duì)電源管理的全面需求。這款芯片能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電池的電量和溫度，確保電池工作在安全范圍內(nèi)。還可以配置充電電流、截止充電電壓以及充電超時(shí)等參數(shù)，從而優(yōu)化充電過程并延長(zhǎng)電池壽命。

根據(jù)連接的PC或適配器，AXP2585能自動(dòng)設(shè)置USB輸入的最大限流，以保護(hù)電源和設(shè)備。當(dāng)電池溫度過高時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)停止充電，防止過熱帶來的安全隱患。

該芯片還能檢測(cè)USB線的接入和拔出狀態(tài)，以便進(jìn)行相應(yīng)的電源管理操作。顯然這款芯片不僅具備基本的電源管理功能，還提供了豐富的配置選項(xiàng)，使其適用于多種復(fù)雜的電源管理場(chǎng)景。

小結(jié)

通過其本身的特性，PMU使得便攜式儲(chǔ)能設(shè)備能夠有效地管理和利用電池的能量，同時(shí)保證了設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。不過市場(chǎng)上的儲(chǔ)能PMU產(chǎn)品豐富多樣，不同公司的產(chǎn)品在功能、性能和應(yīng)用范圍上有所差異。在選擇適合自己需求的PMU時(shí)，需綜合考慮其性能參數(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景以及成本效益。