一個移動電源通常由外殼、電芯和電路板組成。外殼主要是產品封裝,以及實現造型美觀、保護等作用,常見為塑膠和金屬,一些叫好的產品往往塑膠也是用的防火材料。電路板主要用于實現電壓、電流控制、輸入和輸出控制,以及其他各項功能。電芯是移動電源中成本最高的組成部分,18650電芯和聚合物電芯是最常見的兩種。
除開電芯,移動電源中的電路板也非常重要。對于充電電池,規格書都有安全的充電截止電壓和安全放電截止電壓,有標定的額定最大工作電流。移動電源的設計,首先要安全的給聚合物電池充電,因為電池成本比較高,而且為了系統的安全可靠工作,要有一個充電管理系統。當需要給便攜式設備充電時,聚合物電池對外放電,因為便攜式設備普遍輸入電壓為5V,所以有一個升壓5V的系統。不論是充電管理系統還是升壓系統,都需要電路板來提供,所以移動電源內部電路板設計得好壞決定了產品的智能與否。
在大量安全事故被媒體曝光后,移動電源的安全性能就成為人們考慮的重要因素。所以工程師們在設計移動電源產品的時候應該在保護模塊花費更多心力。那具體到產品內部,它又包括哪些保護模塊呢?
1.過充保護
鋰電池過充保護是用電源管理芯片去檢測電壓實現的,芯片內部在基準設置狀態下(手機鋰電池一般為3.5V)。當基準慢慢上升,當上升到VSS-VDD設計值時,這時的電壓就是保護過充關斷電壓,通過邏輯關系輸出低或者高電平來控制外部控制電路來實現過充保護。當電壓緩慢下降時設置VSS-VDD電壓值來取基準值當基準檢測到在設置以下時,這是邏輯關系解除過充保護。
2.過放保護
過放保護電壓是指放電過渡時保護電池的最低電壓,放電到這個電壓點時,保護電路切斷電路,達到保護電池的目的。根據電池壽命與放電深度的關系及電池電壓與放電率和放電深度關系,結合設備實際負荷,確定電池放電終止電壓,設計電池放電防護電路。
3.短路保護
短路造成的回路電流一般在額定工作電流的10倍以上,而過電流保護需要延遲約幾十毫秒,直接短路導致的數十倍額定電流在幾十毫秒內也會對電池組的性能產生影響。現有的保護方式有PPTC法,該方法是通過電流產生的熱切斷回路,也需要毫秒級的反應時間,同時增加了回路中的阻抗。也有專用于電池組的短路集成芯片,此芯片應用范圍窄、成本高。
4.PTC介紹
PTC正溫度系數熱敏電阻又稱polyswitch,聚合物自復保險絲(polymer resettable fuse)聚合物自復保險絲由聚合物基體及使其導電的碳黑粒子組成。由于聚合物自復保險絲為導體,其上會有電流通過。當有過電流通過聚合物自復保險絲時,產生的熱量(為I2R)將使其膨脹。從而碳黑粒子將分開、聚合物自復保險絲的電阻將上升。這將促使聚合物自復保險絲更快的產生熱、膨脹得更大,進一步使電阻升高。當溫度達到125°C時,電阻變化顯著,從而使電流明顯減小。此時流過聚合物自復保險絲的小電流足以使其保持在這個溫度和處于高阻狀態。當故障清除后,聚合物自復保險絲收縮至原來的形狀重新將碳黑粒子聯結起來,從而降低電阻至具有規定的保持電流這個水平。
專家教您如何挑選移動電源
一、看
看品牌。一般大品牌的質量管控都是比較好的。選擇好的品牌是保證移動電源安全和質量的第一步。看標識:容量、輸入電壓/電流、輸出電壓/電流、輸出口個數。本文最后解釋了移動電源相關參數和基本常識。
注意:禮品類移動電源千萬要當心,畢竟是送的東西,不會質量很好,燒毀手機或電池爆炸也是沒有地方索賠的。
二、摸
如果移動電源在充放電的時候表面燙手,千萬當心,最好不要再使用,或者要求廠家退貨。
三、聽
將移動電源拿到耳邊,如果聽到嗡嗡聲,最好不要再使用,或者要求廠家退貨,否則可能損壞手機。
四、試
按下開關鍵,然后用硬幣或小鑰匙反復插入手機充電口20次。如果移動電源壞掉,說明移動電源質量有問題,千萬不可使用,可以要求廠家退貨。同時插入適配器和手機,如果不能正常給手機充電,說明移動電源有缺陷,建議不要使用。
五、用
在使用的時候做如下測試可以看出您有沒有買到虛標容量或電流大小的移動電源。
1手機充電次數=(65%*移動電源標稱容量(mAh))/(手機容量(mAh))比如買的移動電源是10400mAh,手機容量是2000mAh,那么可以充3.38次。如果實際沒充到這么多次,那就是很可能買到的移動電源的容量并不是10400mAh,可以要求廠家退貨。
2移動電源充電時間=移動電源標稱容量(mAh)/(標稱充電電流(A)*1000) 比如買的移動電源是1A充電電流,移動電源標稱容量10400mAh,那么充滿這個移動電源需要10.4小時。如果充電時間過長,要么就是選擇的適配器電流過小,要么就是移動電源充電電流虛標。判斷方法也很簡單,用手機標配的適配器來測試充電時間可以排除適配器電流過小的可能性。
3看電量指示燈或液晶電量顯示。插入適配器,拔出適配器,插入手機。如果在這個過程中出現電量指示燈閃爍或液晶顯示電量突然發生變化,說明電量顯示存在問題,建議謹慎使用。
4手機充滿后是否可以自動斷電,如果發現移動電源一直在給手機充電,建議不要使用,可以要求廠家退貨。
移動電源小常識
1標稱容量
在移動電源外殼上會有電池容量的標識,比如10400mAh.這代表了電池的容量。容量越大,可以充手機的次數越多。目前主流的移動電源都做到了10400mAh.但一些不法的商家會填充水泥塊,或者用劣質電芯。消費者可以用前面的方法識別是否有電池容量虛標。
2充電電流
充電電流越大,充滿移動電源的時間就越短。一般充電電流在1A~2A.消費者可以用前面的方法識別是否充電電流虛標。
3放電電流
放電電流越大,并非表示給手機充電的電流也越大。這是很多人常問的問題。手機的充電電流決定于手機本身的充電電流。移動電源只要放電電流大于手機額定的充電電流,就可以保證手機按照額定電流充電。比如蘋果手機是1A充電,ipad是2.1A充電。如果移動電源放電電流大于2.1A就可以保證給ipad或蘋果手機正常充電。
4輸入電壓
輸入電壓一般和充電電流同時標識,表示適配器輸出給移動電源充電的電壓,標稱值是5V.但劣質的適配器會導致移動電源損壞,其峰值電壓可能高達8V.
5輸出電壓
輸出電壓一般和放電電流同時標識,標稱值是5V.劣質的移動電源輸出電壓可能低至4V或者瞬間高達12V,經常因此燒壞手機。
6效率
效率會影響移動電源溫度和充手機的次數。一般充放電效率要求高于90%.
7電芯類型
電芯分為聚合物和18650兩種。經常爆炸的都是18650電芯,比較重,但價格比較便宜。聚合物電芯相對安全,重量輕,但價格較高。未來移動電源將會逐步用聚合物電芯替代18650電芯。所以選擇聚合物電芯可以很大程度提高安全系數。
8電量顯示方式
電量顯示一般有LED燈,數碼管和液晶屏三類。LED燈顯示比較直觀,但不準確;數碼管和液晶屏看似比較精確,但目前質量還不過關,經常會出現插入手機瞬間電池電量顯示值突變的現象。