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随着便携式设备的小型化和多功能化的发展趋势,便携式设备变得越来越复杂,作为便携式设备的关键因素的电源管理技术面临新的问题和挑战。本论文的研究对象是一种新型的模块集成系统,这种模块集成系统是公司自主研发的移动电源模块、移动硬盘模块、无线路由模块和蓝牙音箱模块四类具有统一尺寸和可作为便携式设备的功能模块集成的多功能系统。模块集成系统的电源管理要求,在保证各功能模块具有完善和独立的电源供电系统的基础上,实现模块集成系统的统一的供电模式。在外部电源供电情况,外部电源连接模块集成系统的任意模块配置的Micro USB接口,模块集成系统由外部电源统一供电;无外部电源供电情况,模块集成系统由移动电源模块统一供电;在系统的供电路径切换过程中,模块集成系统能正常工作;任意交换模块的位置,不改变供电模式和系统的功能实现。论文提出一种基于USB2.0/USB3.0总线技术集成模块之间供电、模块身份识别和数据传输的通用接口,目的一是缩短电源源端到负载之间供电路径,降低在传输路径上的电压压降;目的二是模块集成系统的模块任意交换位置,不改变模块集成系统的供电和数据传输模式。基于USB2.0/USB3.0总线技术的弹簧连接器和USB充电接口技术结合,实现模块集成系统配置的电池快速充电。提出一种微控制器、N-MOSFET和反向P-MOSFET串联路径切换电路,实现模块集成系统的三路供电路径切换并且防止供电路径切换过程中导致电流倒灌,维持系统的正常供电。论文主要开展以下工作:(1)论文是基于公司自主开发的一种新型模块集成系统作为研究对象,分析四种模块架构和模块集成系统架构,获得模块之间的供电关系、模块身份识别以及模块之间数据传输关系,提出基于弹簧连接器作为模块之间的通用连接接口,对模块集成系统任意交换模块位置,模块系统仍维持原供电模式和功能实现。(2)对模块的电源管理方案、模块集成系统电源管理方案、各功能模块单一模式和集成模式的供电情况分析,提出模块集成系统的电源供电路径切换方案和评估移动电源模块向五层模块集成系统的其他模块供电的可行性。(3)分析三路供电路径分别独立供电情况下,各模块连接器上的电压信号状态、接口状态和模块配置的电池充电和放电状态,提出一种微控制器、N-MOSFET和反向P-MOSFET串联路径切换电路,实现模块集成系统的三路供电路径切换并且防止供电路径切换过程中导致电流倒灌。(4)对模块集成系统的路径切换电路、各模块电压变换电路、蓝牙音箱模块的USB充电接口识别电路、移动电源模块电池管理电路设计。(5)验证模块集成系统的输入路径切换、电压变换、系统供电稳定性以及系统在负载情况下的系统内置锂聚合物电池充电和放电性能。以验证本论文设计的正确性和有效性。