实现高效供电，PMU成便携式储能中的关键

电子发烧友网报道（文/黄山明）如果接触过便携式储能设备，就会发现上面通常会存在多种充电接口，C接口、DC接口、USB接口、Type-C接口和PD接口等，这些接口各自具有不同的特点和用途，能够满足各种设备的充电需求。
 
但想要多种接口同时工作，并且还能安全稳定的运行，则离不开PMU。在便携式储能设备中，PMU（Power Management Unit，电源管理单元）是一种高度集成的电源管理解决方案。它主要负责管理和优化电池的能量使用，确保便携式设备能够高效、安全地运行。
 
PMU的一个重要特点是高度集成化，这意味着传统的多个电源管理组件（如充电器、DC-DC转换器、LDO、ADC等）被整合到一个单一的封装内。这种集成不仅减少了组件数量，节省了电路板空间，还提高了整体的电源转换效率和降低了功耗。
 
工作原理上，PMU通过内置的ADC对电池的电压和电流进行采样，使用内置或外置的温度传感器来监测电池温度。并根据电池的类型和状态，选择最合适的充电方式，如恒流充电（CC）和恒压充电（CV）。当电池充满时，自动停止充电以避免过充。
 
当系统负载上升时，PMU能够自动减少充电电流，优先保证系统的正常工作。当通过USB端口充电且输入电压降至阈值以下时，PMU会减少输入电流，防止USB端口崩溃。同时与主芯片绑定定制，配合CPU的上电时序，按照设定的顺序打开对应的LDO和DC-DC，确保稳定启动。
 
PMU还兼顾电源转换机制，可以将电池的电压转换成适合不同设备使用的电压水平，并利用LDO提供稳定的低电压输出，用于敏感电路。
 
因此PMU可以提供主芯片所需要的多种不同电压的电源，供给如处理器、射频器件、相机模块等不同的手机工作单元，确保它们能正常工作。
 
市场中的储能PMU解决方案
 
当前市场中，有多家公司推出了用于储能系统的PMU，比如TI、ADI等，比如TI的TPS65090，与分立式解决方案相比，TPS65090 可以将平板电脑及其他便携式电子产品的电池工作时间延长约20%。但这款芯片主要适用于基于ARM Cortex A9 和 A15 处理器的便携式电子设备，如平板电脑、智能手机、智能穿戴设备等。
 
国内也有不少PMU方案，如钰泰半导体的ETA96/97系列，例如ETA9635就是一款专门用于移动电源管理的芯片，能够实现移动电源的所有基本功能，包括电池充放电管理、电量显示、保护机制等。还集成了多种功能，减少了外部组件的需求，提高了系统的可靠性和稳定性。
 
使用该芯片的移动电源方案不需要外接多个MOSFET，也无需锂电保护IC和MOSFET，大大简化了设计流程。由于简化了设计需求，该芯片提供了系统成本最低的解决方案之一。
 
这款芯片适用于各种移动电源产品，包括便携式储能设备和充电宝等。不过在PCB设计时需要注意，需要优先放置输出电容Cout，并确保GND脚地线尽可能地粗，以降低接地的寄生电阻。
 
此外，还有如艾为电子的AXP2585，该芯片主要用于电池管理以及充电管理，具备多项功能，能够满足移动设备对电源管理的全面需求。这款芯片能够实时监测电池的电量和温度，确保电池工作在安全范围内。还可以配置充电电流、截止充电电压以及充电超时等参数，从而优化充电过程并延长电池寿命。
 
根据连接的PC或适配器，AXP2585能自动设置USB输入的最大限流，以保护电源和设备。当电池温度过高时，芯片会自动停止充电，防止过热带来的安全隐患。
 
该芯片还能检测USB线的接入和拔出状态，以便进行相应的电源管理操作。显然这款芯片不仅具备基本的电源管理功能，还提供了丰富的配置选项，使其适用于多种复杂的电源管理场景。
 
小结
 
通过其本身的特性，PMU使得便携式储能设备能够有效地管理和利用电池的能量，同时保证了设备的安全性和稳定性。不过市场上的储能PMU产品丰富多样，不同公司的产品在功能、性能和应用范围上有所差异。在选择适合自己需求的PMU时，需综合考虑其性能参数、应用场景以及成本效益。