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剖析移动电源设计方案,从内到外全搞定

发表于:2016/11/16 14:52:33楼主

本文整理了移动电源设计当中所涉及到的主要芯片和电路保护模块,让工程师及电子爱好者从内到外彻底了解移动电源。想要了解更多最新移动电源设计资料,请关注深圳市致尚微电子有限公司官网相关版块!

 

智能手机配置越来越高,耗电也越来越凶,像iPhone等部分手机电池更是不可更换,遇到缺电的情况下只有通过移动电源(也称作充电宝或外置电池等)来救急,因此造就了目前手机移动电源市场销售的火爆。很多消费者在选择移动电源时,注意力只放在外观、容量以及价格上,往往很难了解到移动电源内部的状况。本文整理了移动电源设计当中所涉及到的主要芯片和电路保护模块,让工程师及电子爱好者从内到外彻底了解移动电源。

移动电源主芯片分析

 

1、锂电池管理IC:目前国内充电管理系统比较成熟,智能IC监控整个充电过程,执行锂电池的预充、恒流、恒压三阶段充电功能。主流管理IC有致尚微的ZS6056,台湾德信EUP8027等。充电时间5000maH大约8小时。

 

2、主控:PCB板上智能控制系统,避免设备在充电时受到不稳定的电流、电压冲击而损坏;可以对产品进行充放电控制,提供充电保护、放电保护、温度 保护、漏电保护。过载保护、短路保护等多重保护,使产品性能更加安全稳定,使产品本身使用寿命更长,同时也避免不稳定的输出对手机造成伤害。自动识别手机和多种数码产品,支持各品牌智能手机及各类平板电脑充电,兼容USB 5V输入的其他数码类电子产品充电。纯MCU(软件可编程主控)目前比较常见的品牌及型号有意法半导体ST,十速,HOLTEK等。不可编程(纯硬件,通过外部原件调整电压电流)主控市场主流产品为致尚微ZS6366  ZS6288  ZS6300  ZS6599等。主控主要是做电量显示的控制及配合设置保护参数的设置等!对响应速度的要求非常重要,在这方面,纯硬件主控的动态响应时间是远胜MCU(软件可编程主控)的。

 

3、贴片升压IC:移动电源电池的电压为3.7V,而输出电压则是5.0V,电力需要经过升压电路才能输出。在升压的过程中因为电路上发热损耗了部分电量,使实际输出的电量和电池输出的电量存在一定的差异,两者的比值叫做移动电源的转换率。目前国内技术转换效率高低不等,一般异步升压的转换效率在75-85%。也有些能力较强的厂家采用成本较高的方案,自主研发电路设计,采用CCU 充电IC 同步升压IC让实际转换率能达到90%以上。或者采用致尚微的ZS6366  ZS6288 ZS6300单芯片内建同步升压控制,让实际转换效率高达94%以上!移动电源系统商正加速导入大电流直流对直流(DC-DC)转换器。瞄准庞大的移动电源市场商机,在这一方面,致尚微移动电源IC系列产品已经走在行业的前列,在2010年已着手开发或推出单芯片集成充电、升压、电量管理、九充保护、大电流DC-DC转换器,以帮助系统厂开发充电速度更快的移动电源产品。

 

4SoC:一些国内厂家正倾向于推出单芯片解决方案,以一颗芯片实现移动电源的基本功能。致尚科技以一颗ZS6366的芯片完全取代目前市场上MCU 充电管理IC 升压IC的方案;并为各大方案公司提供Turnkey解决方案,以尽量降低准入门槛。致尚微电子MCU集成了开关充电管理、同步整流升压放电控制、电量检测、各种过充过放短路保护、负载自动识别、照明和LED显示驱动功能模块,内置1%高精度参考源,配合外围简洁的硬件线路,能较好解决反充电等问题。ZS6366  ZS6288  ZS6300应用于移动电源产品的单芯片解决方案。通过使用芯片自带的两路高速pfm\pwm和四路高性能ADC运放以及特有的基准源数字校正专利技术,ZS6366  ZS6288  ZS6300以极其简单的外围其它期间,即可实现效率高达94-95%%的同步整流移动 电源,在2.1A输出条件下,效率仍然高于92%以上。

 

电路保护板重要性

 

对于移动电源的电芯问题,很多人总是以容量论英雄,但在移动电源市场环境复杂,尚未制定统一标准的前提下,容量虽然很重要,但是电芯质量、安全更 为关键。目前移动电源电芯一般采用18650锂离子电芯和锂聚合物电芯两种,最好选择聚合物电芯的电池,安全性较高,且寿命相对较长。在保护重要性方面,致尚微ZS6366  ZS6288  ZS6300自身携带九重超级保护,建议外加二级保护,让移动电源电路保护实现完美、极致的保护!


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