对于电池供电的便携设备而言，除了必须突破处置能力的容许外，便携式系统电源的性能也必须不断改进。本文探究便携嵌入式系统电源设计的注意事项以及设计中不应遵循的准则。这些原则对任何具备强劲功能且必需以电池供电的便携嵌入式系统电源设计都是有协助的。

根据本文叙述的结构模块，读者可以为特定设计自由选择适合的器件以及设计策略。　　电源管理单元　　为电源电路规定明确的功能和架构模块并非微不足道，这些工作直接影响到电池供电系统的工作时间。电源系统架构会因嵌入式产品和应用领域的有所不同而各异。

右图是典型便携嵌入式系统中的电源方案。　　下面我们分别定义图中每个组成部分的拒绝。假设该产品由电池组或外接电源供电。

电源路径控制器的功能是若有多个电源时，负责管理转换至适合的电源。在某些设计中有可能必须考虑到还包括新兴的USB和以太网供电（PoE）等供电方式。　　电池维护电路维护电池免遭过压、欠压、短路、过流及其它出现异常状况的损毁；专门的电池电池电路不应在一旦有其它供电来源的情况就对电池展开电池；电量计电路倒数监测电池电量状况，并为用户和电源管理软件获取电池状态信息。

　　系统有可能必须多个DC-DC功率变换器。例如开关电源（SMPS）、LDO稳压器、电荷泵等。这些有所不同的变换器用作产品设计内所有有可能的输出电源和所需的有所不同电压。

　　数字模块或硬件按钮控制器负责管理打开和关闭系统有时也称之为软启动。在一些最近发售的功率变换器中，数字模块也可被用来微调各种变换器产生的输入电压。在具备功耗意识的电源设计中，这种微调是必须的。

　　高效电源的标准　　在嵌入式应用中，电源效率并不仅限于传统的系统输出功率与系统输出功率之比这样一个定义。在嵌入式系统，高效电源方案不应符合以下标准：1.使用电池供电时，设备可长时间工作；2.缩短电池寿命（充放电次数）；3.容许元器件和电池本身的温升；4.获取构建软件智能，以使效率最大化。

　　事实上，没单一的指导方针可以最大化电源方案的效率。不过，设计人员在研发电源系统时会考虑到以下几点：电池寿命（充放电次数）各不相同电池的电池特性；对锂离子电池来说，制造商一般来说建议遵循拟合充电电流（恒流模式）和中止/预充电电流值。

当设计充电器电路时，必需严格遵守这些规范。　　电池管理　　对于消费类电子产品，电池维护必需被视作基本特性，因为它与用户的人身安全息息相关。

必需采行充份的措施检测电池的过压、欠压和温度；必需搭配诸如温变电阻等适合的器件来保证无论在任何出现异常条件下，都能自动容许电流的大小；必需用于电量计。除了长时间电量检测功能外，它还能保证电池安全性。

大部分电量计加装于电池上，可用作检测电池温度、静电电流等。　　对于电源路径控制器，一个常常被忽视的问题是：当从一个电源转换到另一个时，无论时间多较短，都无法在两者间构成电路。

这有可能必须额外的偏移相连二极管或电源。某种程度，当使用其中一个电源供电时，该电源的电压不该通往另一个电源的输出末端。　　由于不存在很多能用的功率变换器流形结构，所以准确自由选择电源变换器并非易事。

一般来说，在市场需求高效率和大输入电流的场合，必需防止用于线性稳压器。　　在使用开关电源的场合，设计人员不应保证使用必要的流形（升压、降压、升压-降压，电荷泵，SEPIC等），以确保即使在电池电压上升到低于工作值的情况下，电源也能保持希望的输入电压，这有助缩短设备的工作时间。　　对于升压变换器而言，实时变换器一般来说具备比异步变换器更高的效率。

不过，这种架构自由选择在相当大程度上各不相同该变换器工作状态下所须要的输入电流以及频率。因此，使用实时变换器所带给的少许效率提高并足以填补所减少的成本。　　用作杂讯开关电源输入纹波的电感种类的有所不同一般来说不会对变换器效率有有所不同影响。

在各种电感自由选择中，较低直流电阻及在工作频率下具备较低磁损耗的电感是选用。　　热设计不应与电气设计须夷不离。各个IC或无源器件的PCB必需要能处置其长时间工作状态下的痉挛问题。许多芯片制造商建议使用带上过孔的热焊盘，并在PCB上使用大焊盘来更佳地风扇。

紧凑型嵌入式产品一般来说没加到风扇的空间，但必需考虑到PCB上的通风地下通道以及充足的风扇措施。　　本文小结　　电源设计往往被当成纯粹的硬件设计。

但是，为了获得高效的电源方案，设计人员必须为电源电路减少软件智能。软件掌控的一些基本功能还包括，检测由电源路径电源自由选择的是哪种电源；在电池供电时，对不必须的电路增加供电电流。

　　更加精巧的电源管理软件还不会还包括其它参量，例如：系统运营的应用于种类、低于外设拒绝、最快时钟频率以及运营此应用于所需的低于电压，并据此适当地掌控电源输入、时钟发生器和模块IC的状态。　　遵循上述经验规则可以贞着提升便携式设备的电源性能。例如，一款典型的30W多输入电源方案的整体效率可高约85到90%。

目前已多家集成电路制造商可获取一系列高集成度IC，不具备上述各种功能。根据有所不同电源拒绝，一些应用于有可能必须单芯片方案，而另一些则有可能使用并存模块。却是，在竞争白热化的嵌入式产品市场，电池寿命和设备工作时间是影响买方自由选择的关键因素。

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