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Jun 2nd 2014, 17:39, by wolflsi

作者wolflsi (港都狼仔)

看板MobileComm

標題[心得]漢美光電降壓式高效率行動電源簡介及測試

時間Mon Jun 2 17:39:06 2014

狼窩好讀版： http://wolflsi.pixnet.net/blog/post/57611013 大部分的行動電源，為了能夠透過USB 5V充電，所以多採用單顆鋰電池、多顆並聯方式來 組成所需容量，再透過升壓轉換電路(Step-up DC-DC)來將電池電壓提升為5V，以供應USB 裝置所需，但是在放電過程中，電池電壓會隨之降低，而為了維持相同的輸出，電池端的 電流必須要增大，當電池放電電流越高時，可用的放電容量也就越小，這也是大多數行動 電源在放電電流越高時，可用Wh會明顯下降的緣故 為了改善此狀況，有的行動電源主打以"降壓"(Step-down DC-DC)轉換電路來把電池電壓 轉換成5V，主要特點就是看中在電池放電電流低可放電容量較大、降壓轉換電路效率較高 上，不過因為電池電壓提高，想由USB充電困難度加大，且電池也因為串聯的緣故，必須 要進行匹配，挑選放電特性一致的電池來搭配，增加電池更換時需注意的因素 這次要介紹及測試的是由漢美光電所推出，採用四顆2600mAh 18650鋰電池版本的降壓式 行動電源(其中還有採用3100mAh及3400mAh的款式) 行動電源外觀正面，使用電子材料店中販售的18650四顆裝塑膠外殼套件組裝而成，兩顆 固定螺絲用來固定電池盒蓋 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/01.jpg 行動電源上方從左至右分別是充電指示燈、充電輸入口、USB輸出插座、DC圓孔插座(目前 無作用)、運作指示燈、電源開關，當行動電源進行充電時左側的充電指示燈會亮起，一 開始充電中為紫色，充飽後會顯示藍色，當充飽後仍繼續插著電，超過九小時後會自動熄 滅 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/02.jpg 打開電源開關，運作指示燈發起藍色亮光，表示USB開始輸出5V，當放到電池的低電壓點 後，藍色燈光會自己熄滅，表示輸出已關閉 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/03.jpg 側面三個孔透出的藍光是電量指示燈，依照內部電池電壓決定點亮的LED數，三顆全亮表 示75~100%，亮兩顆是50~75%，亮一顆是25~50%，都沒亮是25%以下 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/04.jpg 因為內部電池採兩串兩並組合，無法使用USB 5V輸入充電，所以附上一顆DVE生產的12V 1.5A電源適配器，型號為DSA-20P-10 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/05.jpg 與同樣裝四顆18650的小米10400比較高度 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/06.jpg 與同樣裝四顆18650的小米10400比較寬度與厚度 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/07.jpg 隨產品附贈一組硬式攜帶包 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/08.jpg 行動電源安置在攜帶包內部的樣子，可惜空間不夠，沒有辦法把電源適配器一起裝進去 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/09.jpg 內部結構圖，四顆SONY US18650GH2 18650鋰電池採用兩串兩並(2S2P)方式配置，第二顆 電池上黏貼一白色的溫度開關，作為電池組過溫度保護機制 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/10.jpg 電路板上方電路布局，主要由圖中所標示的三大方塊(充電輸入、降壓輸出、鋰電保護)所 構成，另外還有電量指示電路元件 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/11.jpg 鋰電池充電部分是由MPS MP2618EV(編號U10) 2-3串交換式鋰電池充電IC，最大充電電流 可達2A(不過在此電路中最大充電電流設定在1A)，電路周邊採用日本Nippon Chemi-con PS系列固態電容 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/12.jpg 降壓電路部分採用MPS MP28258DD(編號U3，印刷AAA)QFN12封裝高效率同步降壓轉換IC， 最大輸出為3A，其採用Constant-On-Time(COT)控制技術，提供快速暫態反映及良好的穩 定性，具備短路(SCP)、過電流(OCP)、過電壓(OVP)、欠電壓(UVP)及IC本體過熱關閉保護 降壓轉換IC下方是啟動開關，當拆裝過電池，需要重新按下此開關來啟動內部鎖住的保護 電路，來恢復正常作業 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/13.jpg 在鋰電池端的保護部分，由精工S-8232(編號U11)系列2串(2S)鋰電池保護IC + AO4854(位 於電路板背面，編號U29)雙包裝N通道MOSFET(30V 8A)構成鋰電池過充電/過放電/過電流 保護迴路 鋰電保護IC的旁邊是電量指示電路，可以透過三顆半固定可變電阻來調整三個指示燈動作 時的電壓點 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/14.jpg 電路板背面印上Handmade漢美光電字樣，紅框內AP393A雙包裝低功率運算放大器(編號 U30/U33)用來組成電壓比較器，用於電量指示電路上，藍框部分編號U29就是鋰電池保護 電路的控制用MOSFET，J7/J2線路則是兩鋰電池相串點的電壓返回線路，提供鋰電池保護 電路使用 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/15.jpg 電池端導體板透過直立排針與電路板焊接在一起 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/16.jpg 電池保護用溫度開關為60度動作，當達到此溫度後會切斷電池組與電路間的導通路徑，溫 度開關使用膠固定在電池上 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/17.jpg 接下來是0.5A/1A/1.5A/2A放電測試，這裡特別注意的是雖然容量仍寫10400mAh，不過實 際上應以7.4V(兩顆電池串聯)乘以5200mAh(兩組電池並聯)=38.48Wh來計算電池能量，充 電Wh紅字部分是採用其充電輸入12V來計算 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/18.jpg 0.5A/1A/1.5A均有93%/92%/90%可用Wh，2A可用Wh也有88%，不會有很大的差異，降壓式的 優點(高效率、輸出電流即使加大落差也小)在這裡表現得十分明顯 0.5A放電圖表，平均電壓在5.22V http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/19.jpg 1A放電圖表，平均電壓在5.21V http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/20.jpg 1.5A放電圖表，平均電壓在5.19V http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/21.jpg 2A放電圖表，平均電壓在5.17V http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/22.jpg 輸出埠負載測試，輸出達3.5A後關閉，如果以IC本身額定3A輸出下，其過電流保護點為 117%，過電流保護合理，其電壓範圍為5.22V(0.1A)~5.13V(3.4A)，最高與最低壓差僅有 0.09V(90mV)，表現相當不錯 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/23.jpg 輸出埠於1A負載下漣波測試，漣波Vp-p為82mV http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/hm/24.jpg 結論： 優點： 1.採用電池串聯及降壓輸出，使得USB 0.5A~2A輸出下可用Wh落差小，加上採用高效率IC ，0.5A~1.5A輸出可用Wh均在90%以上，即使在2A輸出下仍有88%可用Wh 2.採用大廠MPS的充電IC及大電流降壓轉換IC，也選用了SEIKO的鋰電保護IC，並使用日系 NCC固態/傳統電解電容 3.輸出電壓隨電流增大產生的壓降很輕微，輸出電流從0.1A~3.4A僅改變了0.09V(90mv) 4.提供的保護齊全，過電流保護確實 5.附上安規的大廠電源適配器，不用擔心充電受到影響(雖然充電電流僅有1A，但為了兼 顧邊充邊用所以附上1.5A適配器) 缺點： 1.塑膠盒外觀較為簡陋(不過開孔處密合度及指示燈位置處理還算不錯)，內部電路板手工 痕跡較多 2.充電採12V輸入，而非採用常見的USB 5V，拿至外面使用若需要再充電時較為不便 3.雖然可以換電池，但因為電池組採先串聯後並聯設計，所以使用的電池需要匹配，特性 差太多及不同容量特性的電池不能混用，以免影響充放電 4.僅有單組輸出 報告完畢，謝謝收看 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 59.104.32.176 ※ 文章網址: http://www.ptt.cc/bbs/MobileComm/M.1401701974.A.25E.html

推 BadGame :看起來轉換效能還真的很不錯 缺點大概是12v充電時 06/02 17:53

推 E6300 :就射了 06/02 18:10

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