技术培训：移动电源工作原理

九五风

移动电源的基本结构
目前移动电源采用锂聚合物电池或锂离子电池作为核心储能元件。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。有些设备可能是9V或12V等其他输入电压，X44移动电源都可以通过修改配置参数实现。一个最简单的移动电源的基本构成如图所示：
   

移动电源简单原理图

零售市场常见的移动电源，还会增加电量指示电路，实现电芯剩余能量的精确指示。
X44移动电源本质上就是一个可以对外放电的电池体，只是设计为精确5V输出而已。它由输入充电控制电路，输出DC/DC转换电路， 电池电量检测显示电路，充电指示电路，电池保护和智能管理电路等组成。如下图：  

移动电源功能示意图

下图是X44电路板具体描述。

X44PCBA_1

X44PCBA_2

各部分电路功能详细介绍如下:

1.充电控制电路：利用5V 输入，如电脑USB，充电器等5V电压源，对移动电源里的电池进行充电。X44移动电源输入充电电流设计指标为1A。当电池电压小于3V时，充电电路会依照100mA的电流对电池充电，专业的讲法：涓流充电。涓流充电的好处是，可以可靠的恢复过放电的电池，而不会导致电池大电流充坏报废。当电池电压大于3V时，X44充电电路就会用1A大电流恒流充电池。这段时间充电是最快的。当电池电压充到4.20V左右时，充电电路维持4.2V恒压充。当充电电流降到100mA左右时，即停止充电，充电完成，断开充电电路。这就是常说的：涓流充电、恒流充电、恒压充电三段式充电管理方案。更先进的电路还有脉冲充电方案，5段式充电方案。在D66移动电源方案和D112移动电源方案分别有实施这些更高级的充电技术。另外安排时间再详细介绍这些技术。充电电流越大充电时间越短，但是发热也会很厉害。所以，不是越大越好，一般1A即满足大部分客户需要。如果利用电脑的USB，要注意部分USB端口只有500mA输出能力，有可能导致充电速度过慢。

2.升压5V电路：当X44移动电源接入手机后，按一下按键开关，升压电路即触发工作。DC/DC升压电路，将电芯2.7-4.2V电压转换成为所需要的5V给手机等目标设备充电。手机将自行控制充电电流。X44在判断手机充满后一段时间内即自动断电。这是公司的智能停充技术。目前移动电源的主要输出形式有1个 USB 口（U2/M2/X44/X54等项目）和2个USB口（D66/D112等型号）两种，额定输出电流有1A和2A等。输出电流越大，表示移动电源的输出能力越强，越能满足手机的充电需要。如果你的手机是1A充电的，用输出能力为500mA的移动电源为它充电，这样充电时间会增加1倍。注意：手机的输入充电电流为手机自行控制，移动电源的实际输出电流不会超过手机的额定充电电流，2A输出能力的移动电源为额定输入1A的IPHONE4S充电，充电电流为1A。一般普通手机的额定充电电流为0.5A-1A，HTC智能手机部分型号为1.5A，iPhone手机1A，IPAD为2.1A。X44移动电源的输出电流为2A，充电IPHONE和IPAD可以实现极速充。

3.电池电量显示电路：这个电路为单片机实现，功能就是显示当前移动电源的电池剩余的电量。这样能更加方便用户使用，及时充电。X44为四级电量指示；绿色、橙色、红色、红色闪烁，分别对应电量：100%-70%-40%-10%。无负载时，或者智能手机等设备充电满后，智能判断，一段时间后会自动关闭输出。
手动关机功能：在工作状态，LED橙色闪烁，3秒内连续按键2次，即进入休眠，完全关闭输出，电路进入超低功耗。X44休眠功耗从一般产品的50uA-100uA降低到3-8uA，功耗降低10倍以上，全面领先市场。X44移动电源休眠后，放置1年以上仍然电力十足。
4．LED 照明电路：此电路为单片机控制。长按3S可以打开高亮LED照明功能，充满电一次可连续工作300小时以上。再长按3S关闭。

5．电池保护电路：此功能为单片机控制。当电池出现放电时过流，放电时电压过低，充电时电压过高这几种异常情况下，电池保护电路就会关闭电池与外部的连接，保护电池的安全。移动电源使用的都是锂电池，这种电池不能充放电过流，否则发热量过大，有出现爆炸的风险。放电电压过低、充电电压过高，也会导致电芯发热受损，出现爆炸、燃烧等危险情况。X44移动电源都已提供这些的安全保护功能。

6．锂电池：移动电源的锂电池多数是由几个电池并联使用。目前多数移动电源使用的是性价比高的18650标准尺寸锂离子电池。18650 锂离子电池目前世界上量产容量最高的为三星、LG 、三洋（2012年被松下合并）的电芯，单个可以做到2800mAh；而国内一般常用为2200mAh。X44动电源标准配置使用的是两节2200mAh的国产A品电芯。可自己DIY使用3400mAh松下电芯，最大可以实现6800mAh容量。
        锂聚合物电池比锂离子电池安全，但是价格要高很多。高端移动电源用的较多。X54移动电源用的就是5400mAh聚合物电池，超薄，美观。

杨家大少爷

先來站個位,頂下.我買過幾個移動電源都不理想,後又自已弄來IC 做了板子,效率是上去了,但子太大,電容 和電感體積也很可觀,就的弄外殼,很繁瑣.

SUKUZI

这是广告吗

13840459525

学习了。。。。。。。。。。。。

晨雾太阳

电路原理图是不会提供的，集成电路还要打磨下。

wlen0104

管理芯片多的是

rainyuoko

很详细地介绍，谢谢楼主

bug

有电路图才是技术培训啊

bug

请问楼主，这款pcba多少钱？

音响修理

支持  有电路图才是技术

dywuhl

看见了两个SS14 这个效能不会太高的

学海无涯

我准备用2个18650串联做移动电源，6.4伏串2个二极管降压。效率也能达百分之80，而且内阻极小，没有泄漏电流，可以免去开关。

zhangxiyi5277

晨雾太阳 发表于 2013-4-22 22:21
电路原理图是不会提供的，集成电路还要打磨下。

这个没错，，