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移动电源内部构造大解析

移动电源内部构造大解析

一个移动电源通常由外壳、电芯和电路板组成。外壳主要是产品封装,以及实现造型美观、保护等作用,常见为塑胶和金属,一些叫好的产品往往塑胶也是用的防火材料。电路板主要用于实现电压、电流控制、输入和输出控制,以及其他各项功能。电芯是移动电源中成本最高的组成部分,18650电芯和聚合物电芯是最常见的两种。
  
  除开电芯,移动电源中的电路板也非常重要。对于充电电池,规格书都有安全的充电截止电压和安全放电截止电压,有标定的额定最大工作电流。移动电源的设计,首先要安全的给聚合物电池充电,因为电池成本比较高,而且为了系统的安全可靠工作,要有一个充电管理系统。当需要给便携式设备充电时,聚合物电池对外放电,因为便携式设备普遍输入电压为5V,所以有一个升压5V的系统。不论是充电管理系统还是升压系统,都需要电路板来提供,所以移动电源内部电路板设计得好坏决定了产品的智能与否。
  
  在大量安全事故被媒体曝光后,移动电源的安全性能就成为人们考虑的重要因素。所以工程师们在设计移动电源产品的时候应该在花费更多心力。那具体到产品内部,它又包括哪些保护模块呢?
  
  1.过充保护
  
  锂电池过充保护是用电源管理芯片去检测电压实现的,芯片内部在基准设置状态下(手机锂电池一般为3.5V)。当基准慢慢上升,当上升到VSS-VDD设计值时,这时的电压就是保护过充关断电压,通过逻辑关系输出低或者高电平来控制外部控制电路来实现过充保护。当电压缓慢下降时设置VSS-VDD电压值来取基准值当基准检测到在设置以下时,这是逻辑关系解除过充保护。
  
  2.过放保护
  
  过放保护电压是指放电过渡时保护电池的最低电压,放电到这个电压点时,保护电路切断电路,达到保护电池的目的。根据电池寿命与放电深度的关系及电池电压与放电率和放电深度关系,结合设备实际负荷,确定电池放电终止电压,设计电池放电防护电路。
  
  3.短路保护
  
  短路造成的回路电流一般在额定工作电流的10倍以上,而过电流保护需要延迟约几十毫秒,直接短路导致的数十倍额定电流在几十毫秒内也会对电池组的性能产生影响。现有的保护方式有PPTC法,该方法是通过电流产生的热切断回路,也需要毫秒级的反应时间,同时增加了回路中的阻抗。也有专用于电池组的短路集成芯片,此芯片应用范围窄、成本高。
  
  4.PTC介绍
  
  PTC正温度系数热敏电阻又称polyswitch,聚合物自复保险丝(polymer resettable fuse)聚合物自复保险丝由聚合物基体及使其导电的碳黑粒子组成。由于聚合物自复保险丝为导体,其上会有电流通过。当有过电流通过聚合物自复保险丝时,产生的热量(为I2R)将使其膨胀。从而碳黑粒子将分开、聚合物自复保险丝的电阻将上升。这将促使聚合物自复保险丝更快的产生热、膨胀得更大,进一步使电阻升高。当温度达到125°C时,电阻变化显著,从而使电流明显减小。此时流过聚合物自复保险丝的小电流足以使其保持在这个温度和处于高阻状态。当故障清除后,聚合物自复保险丝收缩至原来的形状重新将碳黑粒子联结起来,从而降低电阻至具有规定的保持电流这个水平。
  
  专家教您如何挑选移动电源
  
  一、看
  
  看品牌。一般大品牌的质量管控都是比较好的。选择好的品牌是保证移动电源安全和质量的第一步。
  
  看标识:容量、输入电压/电流、输出电压/电流、输出口个数。本文最后解释了移动电源相关参数和基本常识。
  
  注意:礼品类移动电源千万要当心,毕竟是送的东西,不会质量很好,烧毁手机或电池爆炸也是没有地方索赔的。
  
  二、摸
  
  如果移动电源在充放电的时候表面烫手,千万当心,最好不要再使用,或者要求厂家退货。
  
  三、听
  
  将移动电源拿到耳边,如果听到嗡嗡声,最好不要再使用,或者要求厂家退货,否则可能损坏手机。
  
  四、试
  
  按下开关键,然后用硬币或小钥匙反复插入手机充电口20次。如果移动电源坏掉,说明移动电源质量有问题,千万不可使用,可以要求厂家退货。
  
  同时插入适配器和手机,如果不能正常给手机充电,说明移动电源有缺陷,建议不要使用。
  
  五、用
  
  在使用的时候做如下测试可以看出您有没有买到虚标容量或电流大小的移动电源。
  
  1手机充电次数=(65%*移动电源标称容量(mAh))/(手机容量(mAh))
  
  比如买的移动电源是10400mAh,手机容量是2000mAh,那么可以充3.38次。
  
  如果实际没充到这么多次,那就是很可能买到的移动电源的容量并不是10400mAh,可以要求厂家退货。
  
  2移动电源充电时间=移动电源标称容量(mAh)/(标称充电电流(A)*1000)
  
  比如买的移动电源是1A充电电流,移动电源标称容量10400mAh,那么充满这个移动电源需要10.4小时。
  
  如果充电时间过长,要么就是选择的适配器电流过小,要么就是移动电源充电电流虚标。判断方法也很简单,用手机标配的适配器来测试充电时间可以排除适配器电流过小的可能性。
  
  3看电量指示灯或液晶电量显示。插入适配器,拔出适配器,插入手机。如果在这个过程中出现电量指示灯闪烁或液晶显示电量突然发生变化,说明电量显示存在问题,建议谨慎使用。
  
  4手机充满后是否可以自动断电,如果发现移动电源一直在给手机充电,建议不要使用,可以要求厂家退货。
  
  移动电源小常识
  
  1标称容量
  
  在移动电源外壳上会有电池容量的标识,比如10400mAh.这代表了电池的容量。容量越大,可以充手机的次数越多。目前主流的移动电源都做到了10400mAh.但一些不法的商家会填充水泥块,或者用劣质电芯。消费者可以用前面的方法识别是否有电池容量虚标。
  
  2充电电流
  
  充电电流越大,充满移动电源的时间就越短。一般充电电流在1A~2A.消费者可以用前面的方法识别是否充电电流虚标。
  
  3放电电流
  
  放电电流越大,并非表示给手机充电的电流也越大。这是很多人常问的问题。手机的充电电流决定于手机本身的充电电流。移动电源只要放电电流大于手机额定的充电电流,就可以保证手机按照额定电流充电。比如苹果手机是1A充电,ipad是2.1A充电。如果移动电源放电电流大于2.1A就可以保证给ipad或苹果手机正常充电。
  
  4输入电压
  
  输入电压一般和充电电流同时标识,表示适配器输出给移动电源充电的电压,标称值是5V.但劣质的适配器会导致移动电源损坏,其峰值电压可能高达8V.
  
  5输出电压
  
  输出电压一般和放电电流同时标识,标称值是5V.劣质的移动电源输出电压可能低至4V或者瞬间高达12V,经常因此烧坏手机。
  
  6效率
  
  效率会影响移动电源温度和充手机的次数。一般充放电效率要求高于90%.
  
  7电芯类型
  
  电芯分为聚合物和18650两种。经常爆炸的都是18650电芯,比较重,但价格比较便宜。聚合物电芯相对安全,重量轻,但价格较高。未来移动电源将会逐步用聚合物电芯替代18650电芯。所以选择聚合物电芯可以很大程度提高安全系数。
  
  8电量显示方式
  
  电量显示一般有LED灯,数码管和液晶屏三类。LED灯显示比较直观,但不准确;数码管和液晶屏看似比较精确,但目前质量还不过关,经常会出现插入手机瞬间电池电量显示值突变的现象。

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