你了解多少?從設(shè)計(jì)開(kāi)始詳解移動(dòng)電源
聚合物電池
鎳鈷錳電芯,就是指通常所說(shuō)的聚合物電芯,使用壽命也較長(zhǎng),達(dá)到500次以上,目前應(yīng)用范圍很廣泛,安全系數(shù)較高,不易爆炸,但是有可能會(huì)出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象,所以在使用時(shí)不要放置在易燃環(huán)境中。缺點(diǎn)是大電流充放電能力較弱,價(jià)格比18650電芯也略高一些,廢棄后同樣會(huì)污染環(huán)境。
磷酸鐵鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)
磷酸鐵鋰電池工作原理
磷酸鐵鋰電芯,是近幾年新興的電芯材料,號(hào)稱加“鐵”電芯,是目前位置市面上安全性能最好的產(chǎn)品,哪怕將電池對(duì)穿都不會(huì)發(fā)生爆炸,電芯循環(huán)壽命為其他產(chǎn)品的4倍以上,高達(dá)2000次,安全無(wú)污染,目前廣泛用在電動(dòng)車、小型儲(chǔ)能電池、草坪燈、電動(dòng)工具等方面,唯一的缺點(diǎn)就是價(jià)格比較高?!?strong> 移動(dòng)電源的電路部分
移動(dòng)電源內(nèi)置的鋰電池不支持對(duì)一般的手機(jī),PSP,iphone等數(shù)碼產(chǎn)品直接充電,需要經(jīng)過(guò)專門的電路經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓才能實(shí)現(xiàn)對(duì)專門產(chǎn)品的充電支持,現(xiàn)階段一般移動(dòng)電源做的最多的是支持5V左右的電壓輸出,因?yàn)橐话愕氖謾C(jī),PSP,iphone等數(shù)碼產(chǎn)品設(shè)備都是5V充電電壓的。
對(duì)移動(dòng)電源內(nèi)置電路來(lái)講一般由四個(gè)功能構(gòu)成:
第一:保護(hù)
作為現(xiàn)階段移動(dòng)電源理想的儲(chǔ)能電池,鋰電池相對(duì)于其他電池優(yōu)勢(shì)很多,比如能量密度比較大,重量輕等。但也有缺點(diǎn),其中最大的缺點(diǎn)就是容易過(guò)充或過(guò)放,如果一節(jié)鋰電池電壓放電放到2.7V以下那這個(gè)電池就屬于過(guò)放了,同樣的充電的時(shí)候要是鋰電池充到4.2V以上那也屬于過(guò)充了。鋰電池過(guò)度充電和放電,這將對(duì)鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞。從分子層面看,可以直觀的理解,過(guò)度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過(guò)度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,過(guò)度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去,而使得其中一些鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái)。這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因。
第二:電量指示
一般移動(dòng)電源大家都是帶出去臨時(shí)給手機(jī)或PSP等數(shù)碼產(chǎn)品沒(méi)電時(shí)用或旅游時(shí)帶出去當(dāng)備用電源的,所以要無(wú)時(shí)無(wú)刻了解自己所帶的移動(dòng)電源還剩多少電量,現(xiàn)在一般移動(dòng)電源的電量指示都是通過(guò)對(duì)電壓的采集來(lái)粗步判斷移動(dòng)電源的剩余電量的,如果對(duì)鋰電池有了解的人都知道隨著鋰電池的放電電壓會(huì)慢慢從最高的 4.2V(也就是滿電)到電壓最低的2..7V(也就是沒(méi)電),到2.7V的時(shí)候保護(hù)電路會(huì)起作用把電流掐斷。
第三:充電
一般鋰電池都有專門的充電IC來(lái)充的,先恒壓再恒流最后涓流充電。但有些移動(dòng)電源廠商為了節(jié)省成本,沒(méi)用鋰電池專門充電IC而是直接用保護(hù)板來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,雖然用保護(hù)板可以做到不過(guò)充(因?yàn)殡姵氐?.2V的時(shí)候保護(hù)板也會(huì)起作用把電流切斷),但對(duì)電流的壽命卻會(huì)有很大的影響,同時(shí)也不安全,因?yàn)橐话沅囯姵爻潆奍C里面不僅集成了充電保護(hù)功能還有溫度監(jiān)測(cè),如果溫度過(guò)高會(huì)保護(hù)起來(lái)的,這樣充電的時(shí)候相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)電池有雙保護(hù)作用,一是充電IC本來(lái)沖到 4.2V左右會(huì)切斷電流的,同時(shí)保護(hù)IC也會(huì)起作用,當(dāng)然在極端情況下,萬(wàn)一充電IC壞了或保護(hù)IC壞了,那這樣的雙保護(hù)措施就很重要了。
第四:升壓
因?yàn)橐苿?dòng)電源要對(duì)5V手機(jī),PSP,IPHONE等數(shù)碼產(chǎn)品充電,所以內(nèi)置鋰電池要通過(guò)一個(gè)升壓電路經(jīng)穩(wěn)壓后才能支持對(duì)手機(jī),PSP,IPHONE等數(shù)碼產(chǎn)品的充電。但升壓的話會(huì)牽涉到一個(gè)效率問(wèn)題,比如5000mah的鋰電池經(jīng)70%效率的升壓那就相當(dāng)于只有3500mah的容量電池了,當(dāng)然升壓板效率越高越好,綜合型升壓電路一般做到85%已經(jīng)屬于很高了,因?yàn)橐杀Wo(hù)板,指示燈等效率肯定就下降些的,畢竟現(xiàn)在還沒(méi)發(fā)明出超導(dǎo)體電流不要說(shuō)經(jīng)過(guò)IC就算經(jīng)過(guò)電線就有電量損耗,但太低肯定不行。當(dāng)然移動(dòng)電源要對(duì)手機(jī),PSP,iphone等數(shù)碼產(chǎn)品充電對(duì)電流也有一定的要求,一般1000mah就夠了,因?yàn)楝F(xiàn)在很多智能手機(jī),iphone,PSP等都支持電腦USB直接取電來(lái)充,而電腦USB口輸出電流最大500mah也能正常充電。所以一般移動(dòng)電源升壓電路部分做到1000mah的電流絕對(duì)夠了,除了同時(shí)一拖三或一拖四充電。
小身板大功能
和龐大的電芯相比,電路板在移動(dòng)電源的組成部分中只能算是“小身板”的配件,但你可千萬(wàn)不要小看它(圖9)。就好似相同的發(fā)動(dòng)機(jī)分別被奔馳和奇瑞的車型所配,但實(shí)際的駕駛性能肯定還是奔馳完勝于奇瑞,這就是汽車內(nèi)部負(fù)責(zé)動(dòng)力分配和轉(zhuǎn)換的控制系統(tǒng)的功勞,而移動(dòng)電源的電路板就在扮演著這種角色。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),無(wú)論是18650電芯還是鋰聚合物電池,都有一個(gè)安全的充電截止電壓和安全放電截止電壓,以及標(biāo)定的額定最大工作電流。而電路板的基本功能就是,為電芯提供一個(gè)安全可靠的充電管理系統(tǒng);在給手機(jī)充電(此時(shí)電芯是放電狀態(tài))時(shí),將電芯提升到5V的升壓系統(tǒng)。目前市面上絕大多數(shù)移動(dòng)電源的電路板都是由輸入充電控制電路、輸出DC/DC轉(zhuǎn)換電路、電池電量檢測(cè)顯示電路、充電指示電路以及電池保護(hù)和智能管理電路等組成。
下面,我們就以航嘉HKP060為例,了解一下移動(dòng)電源基本的工作流程:
當(dāng)電芯充電時(shí)
當(dāng)你給移動(dòng)電源充電時(shí),輸入充電控制電路就開(kāi)始發(fā)揮功效了。它主要的工作就是根據(jù)電池電壓的變化,對(duì)充電電流進(jìn)行控制,也就是多段式的充電方案。比如:
當(dāng)電池電壓<3V時(shí),充電電路將進(jìn)行涓流充電,
評(píng)論