電池相關定義
電池:指盛有電解質溶液和金屬電極以產生電流的杯、槽或其他容器或復合容器的部分空間,能將化學能轉化成電能的裝置。外置、內置都只是電池。
電源適配器:電源適配器是經過變壓,整流和穩(wěn)壓的電源變換器,輸出的是直流,在滿足功率的情況下可以理解為低壓穩(wěn)壓電源,適配器的充電控制電路一般放在主機上完成。
充電器:通常指的是一種將交流電轉換為低壓直流電的設備,為蓄電裝置提供能量。它內部包括了限流、限壓等滿足充電特征的控制電路它一般是給電池直接充電,不通過任何中介設備和裝置.。充電器包含適配器的功能,
移動電源:是一個集儲電、升壓、充電管理等多項功能于一體的,以直流的方式為電池提供電能的便攜式供電設備。有些移動電源兼有電源適配器功能。
電池工作原理
內外置電池的工作原理。如下圖(6)所示,電池本身僅是一個儲存電量的裝置,自身充電是需要通過手機的充電管理電路給其供電,輸出一個3.7V的電壓供給手機使用(以手機為例)
電源適配器的基本工作原理。如圖(7)所示,通過插頭輸入交流強電(100-240V)到適配器內部通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓一些列電路達到直流穩(wěn)壓輸出(比如:5V/1A、9V/2A)
充電器的工作原理。如圖(8)所示,類似于上述的電源適配器,此類充電器常見有手機、相機電池的座充,萬能充,內部電路設計也基本相同,也是交流強電(100-240V)輸入,穩(wěn)壓直流輸出。
在這里我想重點聊一下移動電源,如圖(9)所示,是移動電源的基本組成,電路板+外殼+電芯組成一個完整的電源,外殼分金屬和塑膠,金屬常見的是鋁合金外殼,質感較好但質量較沉,同容量不便于攜帶,塑膠外殼常見用ABS+PC防火工程塑料,質量較輕且防火等級高。電芯目前采用集中于18650鋰電芯和鋰聚合物電芯兩種,現在出現了一種封裝為26650的新型電芯。但是不管采用哪種電芯,它僅僅是移動電源中的儲電單元。電路板是整個移動電源的大腦,移動電源功能的實現全靠電路方案的設計。移動電源電路方案分為分離式和集成式。
圖(9)
就設計方案而言,分離式移動電源的電路功能細分為:主控MCU作常規(guī)邏輯功能控制+輸入電路+升壓電路+保護電路。集成設計方案:集成IC兼具控制、充電、升壓功能+保護電路。兩者雖然電路設計不同但工作原理相同:5V的直流電壓通過USB端口輸入到電路板,此時充電電路會檢測到進來的電壓,然后根據電芯端容量的大小來調整輸入電流的大小直到電芯充滿電,鋰電池標稱電壓是3.7V,充滿電后是4.2V(高電壓可到4.35V),此時通過USB端口接入手機充電,因為是5V輸出,所以通過升壓電路把4.2V拉升到5V輸出,隨著移動電源內部電芯持續(xù)放電,電芯的電壓會從4.2V逐漸下降,比如到3.6V,此時升壓電路就需要把3.6V拉升到5V輸出,相比較4.2V拉升到5V而言,電芯的電壓越低需要的“拉力”就越大,也就是我們所說的損耗也越大,損耗越大,電路板的發(fā)熱也會越明顯,這是移動電源不可避免的現象。保護電路在整個工作過程中全程監(jiān)護,要起到短路保護、過充保護、過放保護、過流保護等等一系列保護措施。
由上面的原理可知,因為損耗的存在,移動電源的實際放電容量是肯定低于電芯的標稱容量,這里也就引入一個“轉換效率”的概念:實際放電=(標稱容量*3.7V)/放電電壓*轉換效率。因此轉換效率和虛標是完全不同的兩個概念。
通過對移動電源的基本組成和工作原理的了解我們不難看出,它和電池、電源適配器、充電器在電路設計、功能實現上存在本質的差異,是完全不同的產品。下面我們就拿電池和移動電源舉例分析:
內置電池和外置電池都是將電壓一般直接供到電源集成塊、充電集成塊、功放、背光燈、振鈴、振動等電路,好實現手機的各種功能。
內置電池及外置電池的區(qū)別只是“內置”及“外置”層面,即強調的是電池與移動電子和數碼設備的結合方式,可以理解成它只是一塊可以從電子設備中拆卸出來的單純的一塊電池。
移動電源是給內置電池充電,再由電池供電給電源集成塊、充電集成塊、功放、背光燈、振鈴、振動等電路,簡而言之就是你拔掉了手機電池后直接用移動電源接入手機的話,是無法給手機供電的,手機也無法實現正常功能。
我們再來看下面的工作原理圖,很清晰的展現了移動電源、電池、適配器給手機供電的方式,再結合上述四類產品的定義、工作原理,我們心里應該有了一個清晰明確的認知:
移動電源不是外置電池。
外置電池就突出外置這兩個字,強調的是外置電池與移動電子和數碼設備的結合方式。它只是一塊可以從電子設備中拆卸出來的單純的一塊電池。移動電源除了里面的電池之外,還包括外殼、充電控制電路、升壓輸出電路等一系列部件,電池只是其中一部分,而已從這種意義上來說,移動電源不是外置電池,移動電源的范疇應該比外置電池要大。手機的工作的電壓是3.7v,移動電源給出的是5v,顯然這不是直接供電,也就不是外置電池。
移動電源不是充電器。
充電器只是在有接入電源的情況下,為設備內部及外界的電池充電,前提是有接入電源,必須有電源的情況下才能為電池充電。而移動電源具有蓄能的功能,不需要外接電源即可為手機充電。
綜上所述,移動電源作為一種新出現的便攜式供電設備,無論從硬件構成及工作原理都與日常使用的電池、電源適配器及充電器有著本質的不同。在移動互聯時代,移動電源綜合了以上多種設備長處,解決了用戶一方面要求手機及平板電腦等智能終端不斷薄、輕,另一方面又不斷要求續(xù)航時間增長的矛盾。
而對于移動電源行業(yè),目前由于進入門檻低、品牌繁雜,產品質量參差不齊,在國家標準出臺之前,也希望廣大權威檢測部門能在檢測過程中更為嚴謹,保證消費者能清晰準確了解產品信息,保護消費者利益。