导言:
鉴于现在网络上移动电源计划常识甚少,而移动电源最中心的技能恰恰就在计划,故今日特别从在移动电源网开设移动电源计划技能,对现在市道干流品牌,热销产品等移动电源计划逐个深度剖析,与移动电源规划师和技能迷们一同共享!咱们首款产品就选现在最抢手的小米10400mAh移动电源吧。
研讨移动电源好久,各种计划满天飞,有感而发写一些东西和咱们共享。这篇文章献给移动电源职业中的规划师朋友和一些技能迷。期望借这篇文章能够引发移动电源职业对技能计划的从头考虑。先从小米开刀吧。小米移动电源自面市以来,以贱价的价格、杰出的做工以及品牌效应遭到商场的追捧。但在炽热的表象下却需求一些镇定的考虑。这儿假定咱们对小米略微有些知道,不评论非技能性问题,如外观等。下面是小米电源板的正反面相片:
先看下小米的计划: BQ24195充放电集成芯片
小米期望减小面积,所以挑选了充放电集成的计划。一起小米以为TI的芯片会带来更好的功率和可靠性。但实践上TI的芯片明显不适合移动电源运用。暂不说2.8美金的价格。该芯片首要特征:
1、选用高压工艺;
2、内部集成了4颗MOS,其间一颗用于途径办理,支撑一起充放电,一颗用于检测充电电流,剩余2颗N管组成双N结构;
3、1.5MHz开关频率这是为了运用小尺度电感,因而电感DCR也小,在大电流输出时功率会更好;
4、其间选用QFN24封装尺度小,但外围还需求调配许多器材。 电池充电电压精度20mV这个目标很一般。优异的目标是2mV;
5、2A充放电功率在88%以上,但实践上移动电源规划中需求外加电感、电流检测电阻、锂电维护等,所以全体功率在3.3V转5V时仅有81%。2.4A时发热到达100度,到达芯片极限。优异的芯片能够确保3V转5V在2A时有90%以上的功率,温度在50度以内;
6、带I2C接口调理各种阈值,但精度不行。
对这样的芯片计划会发现以下几个问题:
1、 无法做输出短路维护,是个严峻的问题。外部短路维护功用必定不如芯片内部维护。这是保险公司需求考虑的问题。
2、 无法完成电量检测,需求外部电路。总归,TI的该款芯片不是移动电源最合适的芯片。 3、 ABOV单片机的挑选许多,无非是速度、字长、指令集、存储空间、外部资源等的差异。移动电源中,单片机首要做状况操控、显现、按键呼应、电流电压检测、空载检测、过温维护等等。但留意的是单片机肯定不能做电源反应环路操控。在这点上小米有清醒的知道。但国内许多移动电源的小公司仍然在逼上梁山为降低本钱选用所谓的MCU多合一计划。这儿只需求阐明一点,但由于规划欠考虑,在前期的小米移动电源中发生了无法检测输出空载的状况,在后边会谈到。这都是因为单片机的ADC实践上是无法履行细小电压检测的,失调电压高达几毫伏。
4、 空载检测
10mOhm sense电阻做放电电流采样。但这个电阻后来在13年10月底紧迫又改为100mOhm。小米的空载检测和其他公司不太相同。100mOhm电阻并没有串联在输出通路,而只流过几百毫安的电流,损耗100mW。空载检测是职业难题。检测电阻一般在50mOhm,4A电流下会发生800mW损耗,成为损耗的大户。并且空载检测的精度也只能做到50mA,也便是2.5mV。现在业界最好的水平是10mOhm检测电阻,检测30mA电流。
5、 手机智能辨认
小米移动电源10400mAh选用TI的tps2514芯片,许多人误以为这是颗MOS,实践是用于手机智能辨认的小芯片。现在移动电源大多数不能智能辨认手机类型,仅仅固定地将D D-短接或接到2V和2.7V。
6、 过温维护
过温维护是许多厂家为省本钱省掉的。小米算是比较有良知的公司。移动电源尽管廉价,但揣在身上是个炸弹。任何的维护都不为过。
7、 选用了4颗6mOhm的MOS
小米10400mAh移动电源在用料上仍是舍得花钱的,要知道每颗MOS需求几毛钱人民币。 8、 电池维护
小米10400mAh移动电源选用了1颗锂电维护芯片、2颗MOS和一个10mOhm熔丝做维护。规范的电池维护方法。这也是因为小米选用的TI芯片不能做完善的电池维护所形成的。优异的芯片是能够对电池进行全方位防护的,乃至不需求再另加电池维护。
9、 LG电芯小米选用的是传统的锂电池电芯,而非更好的聚合物电芯。当然是本钱的考虑。他们也是需求在本钱和用户体会上权衡的。究竟LG乐意贴给小米。
10、 铝外壳小米是个懂得营销的公司。时髦不时髦,长得时髦最重要。当然散热也肯定是一个重要的考虑。
11、 4颗LED灯显现电量
小米10400mAh移动电源的电量显现的确不上档次。这和本钱预算应该有联系。别的想把板子做小,加个液晶屏也不合适。但四颗LED灯的确又不契合小米想表现的科技感。面积、本钱和用户体会是个困难的平衡进程。真实丧命的不是寒碜的问题,小米关于电量检测选用的是最简略的电池电压检测。假如瞬间刺进适配器或手机或许会导致灯来回跳。现在小米产品的显现方法还在改善。
12、 0402电阻
手机电阻用在移动电源上便是为了让板子看起来小。实践上小米选用的元件颗数并不少,差点就摆不下去了。优异的计划只需求10几个元件。
总结:小米10400mAh移动电源明显想用TI的芯片、LG的电芯、Abov的MCU告知用户这是个很好的产品,并运用手机用的电阻等方法故意做小PCB面积,建立巨大上的形象。然而这明显不是最好的计划,不管从功用、元件个数或PCB面积,许多细节还没有处理很好。下面罗列咱们发现的一些问题,实践许多问题是挑选芯片计划所带来的。
下面罗列几个咱们运用过小米10400mAh移动电源后的反应,首要总结一些和技能相关的反应:
1、空载检测问题:手机充溢电后,移动电源没有待机,还在一向放电的状况。后来发现将10mOhm电阻换成100mOhm电阻。这涉及到空载检测的问题,前面有剖析。
2、小米10400mAh移动电源不能一起充放电:移动电源一起插适配器和苹果手机,手机显现不能充电。这个涉及到一起充放的负面问题。一起充放电时,输入和输出直接衔接,当适配器电流才能不能支撑后边充电手机时就会拉死掉适配器。这是很风险的作业。实践上这时手机本来能够查看移动电源D D-端口来判别充电才能的,现在一旦和输入衔接,由适配器直接衔接到手机充电,就无法知道适配器的带载才能。最好的方法是不要一起充放电,先由电池给手机充溢,然后再用适配器给电池充溢。 3、功率问题:实践放电6893.9mAh。功率为6893.9mAh/10400mAh=66.3%这不仅仅TI芯片及板上损耗的问题,还有电池欠压阈值过低的问题。小米在电池电压低于3.3V时就不再作业,或许出于防止过热的考虑,也或许期望移动电源不作业在预充电阶段,节省充电时刻。优异的移动电源能够放出挨近8000mAh。别的现在关于移动电源功率的核算形形色色。实质原因是功率很低,不敢给顾客看。其实顾客最关怀的便是能充多少次手机。这儿的公式是最客观的。
4、电量显现精度问题,干预机时电量显现灯展变。电量显现问题是一个职业问题。许多时分厂家都是通过“诈骗”顾客眼睛的方法回避了电量测验禁绝的问题。电量显现一般能够由电流积分或电压来断定。但每个电池电量和电压联系都不同。电池内阻会导致电池电流变化时检测到的电压会骤变,形成指示灯来回跳。这就像开电动车的瞬间电量会忽然掉下去相同,是个电量计量的假象。现在电量检测一般在30%精度,优异的计划能够做到1%。
5、 3.25V就不能对外输出电流。没有电池内阻补偿核算电池电压,所以2A时在3.3V就不对外输出了。这样充手机的次数十分有限。这归于严峻问题。小米或许有如下几个考虑:低电池电压时TI芯片发热过大;低电池电压时要通过预充电阶段,充电时刻长。
6、充溢电的时刻比理论时刻长。这是遍及问题。小米直接避过预充电阶段进入快速充电阶段。但仍然无法防止恒压充电阶段。现在业界最先进的方法是最大极限省掉恒压充电时刻,尽量恒流充电究竟。
7、散热问题:作业温度3.3V能够支撑2A充电,芯片表面温度65度,内部温度或许在80度,假如没有加散热片,热量是可想而知的。假如带2.4A负载,温度高达100度。许多公司其实无法做到3V转5V悉数完成2A充电。现在优异的芯片能够做到3V转5V到达2.4A电流,温度在60度。
8、只要一个输出口,没办法一起给手机和平板充电。
9、除充放电外,只要手电功用。
10、没有用聚合物电芯,比较重。
全体来说,小米的计划从技能上没有太多新意,目标平凡,但可靠性和商业上考虑比较多。移动电源看似一个配件,但电源自身是极端杂乱的一门学识,需求沉下心来细细考虑和优化。我国电子工业需求晋级,而不能再走低质贱价的老路。现在市道上计划十分多,但的确都多少有问题,没有职业公认比较好的解决计划。明显,小米要走的路还很长。