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                        移动电源工作原理及检修实例
                        来源:本站整理  作者:佚名  2014-10-13 08:39:38

                            移动电源英文名称为MobilePower Pack(简称MPP ),通常又叫“外挂电池”、“外置电池”、“后备电池”、“数码充电伴侣”或“充电宝”等,它是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器,可以给手机、数码相机、平板电脑等数码设备随时随地充电或待机供电,一般使用3.7V锂电芯作为储电单元,有充电和输出两个端口,使用方便快捷,非常适合外出旅游、开会、充电器不在身边或不方便充电情况下使用。移动电源的品质主要取决能量转换率与放电曲线,高品质移动电源的转换效率可达80%左右,普通的则在70%~75%左右,差的甚至只有30%、如转换率低于75%则意味着移动电源线路损耗较大,锉电芯本身的发热量也大,对用电设备本身的伤害也大。放电曲线越靠近标准电压,波动越小则质量越好,特别是最后阶段的曲线,有的移动电源通过低压过放增加转换率,这样会缩短铿电芯的寿命。
                            移动电源的工作原理如图1所示,由于锂电池工作电压一般是3.7V,而USB接收口的输出电压通常为5V,所以需要DC/DC转换电路将3.7V升到5V供外接的电器使用。另一方面,移动电源一般使用市场上流行的USB接口充电器来充电,所以必须将5V转换成4.2V左右的电压为锂电池充电并进行控制,所以充电管理电路也就必不可少了。此外,移动电源还需要一引动辅助电路,比如控制电压输出、锂电池;ぜ暗缌恐甘镜。图2是某品牌移动电源的原理图,笔者就以此图为例来具体说明移动电源的工作原理。



                            JK1是该移动电源的充电端口,通常以Mini USB接口为主,SS4056(U1)是锉电池充电管理芯片,它是一款完整的单节铿电池恒定电流/恒定电压线性充电管理芯片,采用SOP-8形式封装,外围元件数目较少。由于采用了内部PMOSFET架构,加上防倒充电路,所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节,以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于4.2V,而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时,SS4056将自动终止充电循环。当输入电压(交流适配器或USB电源)被拿掉时,SS4056自动进入一个低电流状态,将电池漏电流降至2μA以下。SS4056在有电源时也可置于;J,而将供电电流降至55μA。SS4056的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示充电、结束的LED状态引脚。
                            JK2是电压输出端口,一般为标准的USB接口以方便外设插入。CE8310CM (U2)是DC/DC升压电路,它负责将BAT+送来的经L1滤波隔离的3.7V电压变换成5V输出,依前面所述可知该部分转换效率的高低将直接决定移动电源的品质。CE8310CM是一款高性能的DC/DC转换芯片,输出电压可调(由FB脚控制),内置MOs管最大输出电流可以达到1.5A,工作频率为1.0MHz,完全兼容SY7208、FP6291等芯片,采用SOT23-5格式封装,转换效率高达91%以上。
                            DW01+(U6)和FS8205A/TSSOP-8 (U7、U8)构成锂电池;さ缏,这种组合方式的;さ缏吩诤芏喑『现械玫接τ。DW01+是一个锂电池;さ缏,为避免锂电池因过充电、过放电、电流过大导致电池寿命缩短或电池被损坏而设计的,具有高精确度的电压检测与时间延迟电路,采用SOT-23-6封装。DW01+引脚功能如图3所示,功能描述如下。

                            正常模式:如果VODL>VDD>VOCU,并且VCH<VCSI<VOI1,那么OC和OD都开启(OC和OD是通过开启或关闭FS8205内场效应管来实现的),此时充电和放电均可以正常进行。
                            过充电模式:当从正常模式进入充电模式时,可以通过VDD检测到电池电压,当电池电压进入到这充电状态时,VDD电压大于VOCU,迟延时间超过TOC时OC关闭。
                            释放过充电模式:进入过充电状态后,要解除过充电状态,进入正常状态有两种方法,如果电池自我放电,并且VDD <VOCR、OC开启,返回到正常状态。在移去充电器连接负载后,如果VOCR <VDD <VOCU,VCSI>VOI1、OC开启并返回到正常模式。
                            过放电检测:当由正常状态进入放电状态时,可以通过VDD检测到电池电压。当电池电压进入过放电状态时,VDD电压小于VODL、迟延时间超过TOD,则OD关闭。此时CSI管脚通过内部电阻RCSID拉到VDD。如果VCSI>VOI2,则电路进入断电模式(电流小于0.3μA)。
                            释放断电模式:当电池在断电模式时,若连接入一个充电器,并且此时VCH <VCSI   <V012,VDD<VODR、OD仍旧关闭,但是释放断电模式。如果VDD >VODR、OD开启并返回到正常模式。
                            充电检测:如果在断电模式有一个充电器连接电池,电压将变为VCSI<VCH和VDD >VODL。OD开启并返回到正常模式。
                            异常充电状态:如果在正常模式下,充电器连接在电池上,若VCSI <VCH,迟延超过TOC,则OD关闭。
                            过电流/短路电流检测:在正常模式下,当放电电流太大时,由CSI管脚检测到电压大于VOIX(V101或V102),并且迟延大于TOIX M01或T102),则代表过电流(短路)状态。OD关闭,CSI通过内部电阻RCSIS拉到VSS;释放过电流/短路电流状态:当;さ缏繁3衷诠缌鳎搪返缌髯刺,移去负载或介于VBAT+和VBAT一之间的阻抗大于500kΩ,并且VCSI<VOI1、那么OD开启,并返回到正常条件。
                            注意:当电池第一次接上;さ缏肥,这个电路可能不会进入正常模式,此时无法放电。如果产生这种现象,将CSI与VSS短路或连接充电器,使CSI管脚电压等于VSS电压,就可以进入正常模式。

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