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[其他] 移动电源升降压电路科普

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发表于 2019-1-28 00:55:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
充电头网原创资料,如需转载请联系站长。

本文旨在介绍目前市场上移动电源 内部升降压电路,决定不同的输出功率和输出方式。

目前来说,C口的移动电源分成两个梯队,一种是45W输出或者更大,支持20V输入输出,价格相对高一些,容量20000mAh居多,属于第一梯队。然后就是10000mAh的,最大输出功率18W,最高输入输出电压12V,这属于第二梯队。
第一梯队,内部采用2-4串电池组,电池组电压在8.4-16.8V这个范围,内置同步升降压,根据输入输出电压自动选择升压或者降压为电池充电,同时由于内置同步升降压,支持双向输入输出功能,基本都是同口充放电,简单说,一个C口,可以充电,也可以为其他的设备充电。需要独立的MCU和协议芯片,同时还会附带USB-A输出,故成本较高。
第二梯队,内部采用1串电池组,和现代的单芯片5V移动电源架构一致,通常是一颗芯片完成输入降压为电池充电,电池升压输出,单芯片集成电量显示,PD等快充协议功能,比如智融,英集芯一体化方案,外置电池保护元件即可。

说到这里,大家就会好奇了,为什么第一梯队的移动电源输出功率就比较大,可以满足一部分笔记本电源的供电,而第二梯队只有18W,12V输出,只能为手机充电呢?这里就涉及到一个电池端电流的问题了。
第一梯队,由于内置电池组的输出电压比较高,在大功率输出时,P=UI,这样流过电池,保护板,功率元件和电感的电流都不会太大,举个例子,紫米10号,内部电池2串,假设电池电压7V,输出45W最大功率,考虑到效率,电池端输出电流7A,同理一些4串,输出65-100W的移动电源也是这样,采用4串电池组,输出大功率时,内部的损耗可以控制在一个较低的水平上,同时大功率输出的移动电源内部均为大电流做了优化,可以20V输出,为笔记本充电自然是没有压力了。并且内部元件比较分散,H桥4只功率管分散分布,散热性能较好。
第二梯队,内置电池的工作电压范围大概是3.0-4.2V,在18W输出时,考虑到转换效率,电池低电情况下最大电流已经达到7A,假设用1串的电池升压输出45W,对于现在的动力电池,输出10-15A不是压力,为什么没有单节的移动电源可以输出45W呢?还是因为电流过大,在10-15A的电池电流下,保护板,功率元件,和电感都要更换,18W的配置完全不能使用,并且效率维持不到一个可以接受的点上,一体化芯片并不能满足低压大电流输入,大功率输出的需求。所以,目前移动电源产品产生了两极分化,就是第一梯队的多串加同步升降压,大功率输出方案,可以为笔记本电脑充电,和第二梯队的一体化芯片,小功率输出方案,只能满足目前的手机需求。

以上是主流移动电源产品的现状,还有一些特殊的产品,这里也介绍一下。
充电头网拆解的华为超级快充移动电源,内部是2串电池组结构,输出SCP低压大电流,采用2串降压方式输出,效率高损耗小,类似文中的第一梯队。或者像是紫米QB822,采用了南芯控制器加外置开关管的模式,可以输出较大一些的功率,但其原理还是属于输入降压,输出升压的第二梯队。

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发表于 2019-1-28 09:01:18 | 显示全部楼层
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发表于 2019-1-28 10:32:10 | 显示全部楼层
mark一下,学习了
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发表于 2019-1-28 13:00:42 | 显示全部楼层
感谢科普
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发表于 2019-1-28 17:27:03 | 显示全部楼层
漲智識感謝分享。。。。。
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发表于 2019-3-13 09:47:36 | 显示全部楼层
学习了。
我是三哥。
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发表于 2019-3-17 23:58:29 | 显示全部楼层
不错,学习了,感谢分享。。。
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