電池相關(guān)定義
電池:指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容器的部分空間,能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。外置、內(nèi)置都只是電池。
電源適配器:電源適配器是經(jīng)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(jī)上完成。
充電器:通常指的是一種將交流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電的設(shè)備,為蓄電裝置提供能量。它內(nèi)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(shè)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(shè)備。有些移動電源兼有電源適配器功能。
電池工作原理
內(nèi)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(jī)的充電管理電路給其供電,輸出一個3.7V的電壓供給手機(jī)使用(以手機(jī)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(qiáng)電(100-240V)到適配器內(nèi)部通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓一些列電路達(dá)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(jī)、相機(jī)電池的座充,萬能充,內(nèi)部電路設(shè)計也基本相同,也是交流強(qiáng)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(zhì)感較好但質(zhì)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(zhì)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(xiàn)在出現(xiàn)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(xiàn)全靠電路方案的設(shè)計。移動電源電路方案分為分離式和集成式。
圖(9)
就設(shè)計方案而言,分離式移動電源的電路功能細(xì)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(hù)電路。集成設(shè)計方案:集成IC兼具控制、充電、升壓功能+保護(hù)電路。兩者雖然電路設(shè)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(jìn)來的電壓,然后根據(jù)電芯端容量的大小來調(diào)整輸入電流的大小直到電芯充滿電,鋰電池標(biāo)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(jī)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(nèi)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(xiàn)象。保護(hù)電路在整個工作過程中全程監(jiān)護(hù),要起到短路保護(hù)、過充保護(hù)、過放保護(hù)、過流保護(hù)等等一系列保護(hù)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(biāo)稱容量,這里也就引入一個“轉(zhuǎn)換效率”的概念:實際放電=(標(biāo)稱容量*3.7V)/放電電壓*轉(zhuǎn)換效率。因此轉(zhuǎn)換效率和虛標(biāo)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(shè)計、功能實現(xiàn)上存在本質(zhì)的差異,是完全不同的產(chǎn)品。下面我們就拿電池和移動電源舉例分析:
內(nèi)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(xiàn)手機(jī)的各種功能。
內(nèi)置電池及外置電池的區(qū)別只是“內(nèi)置”及“外置”層面,即強(qiáng)調(diào)的是電池與移動電子和數(shù)碼設(shè)備的結(jié)合方式,可以理解成它只是一塊可以從電子設(shè)備中拆卸出來的單純的一塊電池。
移動電源是給內(nèi)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(jī)電池后直接用移動電源接入手機(jī)的話,是無法給手機(jī)供電的,手機(jī)也無法實現(xiàn)正常功能。
我們再來看下面的工作原理圖,很清晰的展現(xiàn)了移動電源、電池、適配器給手機(jī)供電的方式,再結(jié)合上述四類產(chǎn)品的定義、工作原理,我們心里應(yīng)該有了一個清晰明確的認(rèn)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(qiáng)調(diào)的是外置電池與移動電子和數(shù)碼設(shè)備的結(jié)合方式。它只是一塊可以從電子設(shè)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?wèi)?yīng)該比外置電池要大。手機(jī)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(shè)備內(nèi)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(jī)充電。
綜上所述,移動電源作為一種新出現(xiàn)的便攜式供電設(shè)備,無論從硬件構(gòu)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(zhì)的不同。在移動互聯(lián)時代,移動電源綜合了以上多種設(shè)備長處,解決了用戶一方面要求手機(jī)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(jìn)入門檻低、品牌繁雜,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,在國家標(biāo)準(zhǔn)出臺之前,也希望廣大權(quán)威檢測部門能在檢測過程中更為嚴(yán)謹(jǐn),保證消費者能清晰準(zhǔn)確了解產(chǎn)品信息,保護(hù)消費者利益。