品能PN913是一款性价比高的产品：10000毫安时容量，2.1A/1A双向输出，1A输入，带液晶屏，售价69元。这似乎是与小米火的价格竞争。为什么这么便宜?让我们探索一下产品。

先看看PN913程序：

1、单片机软件控制模式

mcu方案是中国人发明的一种方案，完全不懂开关电源。然而，对于正规的电力集成电路公司来说，发明mcu解决方案是不可能的。长期以来，所谓的mcu多合一低成本解决方案给移动电源制造商带来了生机。但由于品能采用了单片机方案，只有一条路可以走到黑色，但PN913注定会成为一款低成本的解决方案，而且不能雅致堂堂。在这里，我第一次总结了mcu方案背后的主要问题和原因。

单片机是一种软件控制方式，不能并行处理多个事件。因此，在处理保护、按键、充放电回路控制、显示、功率计算、电流电压检测等方面的实时性能无法得到保证。同时，一个动作的执行需要分解成许多指令。例如，执行一个pwm操作需要几十微秒。假设在一个微秒开关周期的条件下，几十个周期是无法计算的。一旦负荷发生变化或短路，后果不堪设想。

单片机运算能力很差。过去，它只用于控制小家电。应用程序环境非常简单。现在很多售价1元的MCU都是几兆赫的频率，有8位甚至4位的工作，显然无法做功率控制。

由于单片机运行速度慢，一般单片机方案的典型特点是开关频率很低。笔者亲眼看到，礼品板上的单片机方案只有20khz的频率。很多人问我为什么许多移动电源会发出噪音。在如此低的频率下，电流纹波是如此可怕，以至于它不能安静。因此，它必须配备大电感、大体积、高内阻，最终导致效率低下。

MCU是一种通用设备，根本不是为移动电源应用而设计的。这种方案的最初使用完全是出于对低成本的追求，而mcu毕竟是灵活的，适合各种显示模式。

单片机外围资源非常有限，通常配备12位低速ADC。该adc需要分时复用来处理多个电流采样、电压采样，且自身频率较低，完全无法进行功率控制。此外，大多数公司使用集成adc进行空载电流检测和充电端电流检测，但由于未能实现微电压电平失调而导致检测失败。

单片机直接驱动mos或三级晶体管驱动mos。由于驱动能力有限，开关损耗很大。

电力和负荷调整率将更差。大电流放电时输出电压低。带有2A的PN913的输出电压只有4.4V。想象一下电池电压为4.2V，甚至4.35V。这种性能是非常危险的!

单片机方案的输出速度很差。PN913测试表明，当0.1a至1.5a电压降到0.8v时，200ms不能恢复。这在普通的电源芯片中是不可能的。

单片机保护速度很慢。保护短路通常需要几毫秒。

2.充电

充电开关频率为200kHz。肖特基、50mohm电阻和40mohm电感在充电路径上串联，效率自然很低。1a的充电效率为87%。目前，许多企业的充电效率可以达到94%。换言之，pn913的充电损耗是好方案的两倍。

适配器无法适应充电。也就是说，如果适配器是500毫安输出，移动电源会直接将适配器输出拉死。

当然，1a的充电容量为10000毫安时的电池容量，只是一声叹息，让子弹飞了起来。目前有一种快速充电方案，可以将充电时间缩短一半。

3、放电

mcu方案中存在几个明显的现象：mos输入信号的上升和下降时间长达100ns-200ns，开关损耗很大。切换频率为200khz，因为mcu硬件处理能力太差，无法在切换周期内完成采样和操作。任何对信号分析和开关电源稍有了解的人都知道灾难性的后果。输出电压降到4.4v，当输出电流为2a时，非常接近电池电压4.2v。这太危险了!让我们看看以下响应波形：

PN913测试表明，当0.1a至1.5a电压降到0.8v时，200ms不能恢复。

他的效率不高，3.2v电池的电压效率小于79%。效率损失主要来源于功率路径上50mohm的电流检测电阻和20mohm的电感寄生电阻。pn913选择同步方案。在p/nmos中，肖特基二极管并联以提高连续电流能力，这是一种名义上的同步方案。然而，由于采用mcu结构，肖特基二极管需要在mos上并联，因此成本较高。在效率方面，mcu方案使效率在90%以上时仅能达到80%的效率。

另一方面，电池电压停止在3V左右。

4、输入输出电流检测及空载检测

在2a的输出路径上串联两个并联的100 mohm电阻，检测输出电流。一个100兆欧的电阻串联到1A的输出通路上以检测输出电流。在输入路径上串联一个50 mohm的电阻以检测输入电流。有人问为什么大电流的升压效率不高。50ohm的检测电阻可以带来2%的效率损失。选择这么大的电流检测电阻是因为单片机的adc偏移量太大。目前，能达到的最佳水平是检测10ma电流的10mohm检测电阻。

5、移动智能识别

目前，实现智能识别功能的产品并不多。这些是一些品牌用来宣传的功能。大约有10%的手机或平板电脑充电有问题。经济有效的解决方案当然不需要这个功能。

6、过热保护

许多制造商相信电池不会过热。但毕竟，过温保护的成本很高，而且为了经济有效的方案，忽略了过温保护功能。

7、采用p/nmos双管集成芯片

pinneng pn913是一种同步方案，采用外部p/nmos。但如果没有外部驱动电路，很可能是单片机直接驱动，为了节省成本，但事实上，它必须并行两个肖特基，所以不值得损失。

8、电池保护

采用一块锂离子保护芯片和两块mos进行保护。标准电池保护。

9、同时充放电

肖特基管串联在输入输出端，用于自动分配充放电路径。但就像大多数同时具备充电和放电功能的制造商一样，适配器也有可能被插入手机而拉死。这是产品的细节。另外，充电路径上的肖特基系列使得充电效率很低。一个50兆欧的电阻进一步降低了效率。附加20毫微米寄生电感电阻，充电效率极低。

10、液晶屏和LED显示电源

液晶显示器是移动电源升级的重要手段。在这里消费成本确实是取悦消费者的一种方式。但问题是电量测量非常不准确。消费者可以在很长一段时间内看到它。事实上，有一些精确测量电能的方案。如果用液晶显示器显示电的百分比，显示精度绝对是好的。目前已实现16位精度显示。

11、散热器

当然不会。对于mos的外部方案，散热要求会比较低，所以很多厂家都不加散热片。

12、10UH感应器

大多数制造商使用10UH感应器。原因是单片机处理速度太低，不能采用高开关频率(TI采用1.5MHz开关频率)。因此，电感值和电流电阻值会非常大，成本也会相应的大幅增加。同时，大电感会带来较大的直流电阻，严重降低产品效率，可达2.5%。这是许多使用mcu解决方案的制造商根本没有考虑到的问题。

13、保护

因为时间有限。我们只做了短路测试。

短路电流响应波形

电流高达10A，维持3ms，正常保护速度ns级。它在几个数量级上都很简单。

小结：PN913作为一种性价比较高的方案，采用了单片机软件方案，使得整个方案效率低、性价比高，为了节省成本，省略了一些配置。但毕竟mcu软件解决方案在我国只是一个特例，已经被正规企业抛弃，只存在于礼品手机电力市场。