移动电源用于智能手机或平板电脑等便携式电子产品的盛行个人设备,其时髦而薄的外形意味着有限的电池容量。移动电源是便携式二次电池,用于在无法运用交流电源时存储能量。
图1是有两个USB端口的移动电源操作板。一个端口是迷你USB,将电源线连接到USB充电适配器以在移动电源中存储能量。另一个USB端口是用于在路上为智能手机或平板电脑充电的规范A型USB端口。
图1:移动电源操作板
依据外形要素和预算,移动电源能够运用不同的电池。图2a为用于智能手机电池容量为几千毫安时(mAh)的移动电源,运用锂聚合物电池来完成薄外形。另一种具有数万mAh电池容量的电池,一般运用18650电池(直径为18mm,高度为65mm的圆柱形电池),以合理的本钱完成高充电容量。
图 2.不同外形尺度的移动电源
移动电源的外形决议了移动电源的尺度和容量。在移动电源的开发过程中还需求考虑许多其他技能问题。表1列出了电池充电和放电方面移动电源的根本运用要求和技能应战。
表1:移动电源运用要求和技能应战
图3是两级电源的方框图;这是最直接的解决方案之一。榜首级是单节电池充电器,能够是线性充电器,如bq24090或开关充电器。
线性充电器的长处是本钱低,EMI低和解决方案尺度小。关于从几千毫安小时到10,000mAh的大容量移动电源,需求运用开关充电器来削减充电时刻,降低温升。第二级是升压变换器,如TPS61088,依据输出电流和电缆电阻将电池电压升高到契合USB的5V。两组开关和电感器别离履行充电(红线)和升压(蓝线)。
两个变换级的移动电源
两级办法需求两组开关和电感器来履行降压充电和升压on-the-go(OTG),增加了解决方案总本钱。单芯片彻底集成的移动电源IC,像bq24195和高压快速充电的bq25895,只需求一组开关和电感器来履行充电和升压功用。图4a显现了移动电源充电形式(赤色细线)和旁路形式(赤色粗线)。
当适配器迷你USB电缆刺进移动电源时,充电器发动D + D-检测以断定输入电流巨细,将充电器输入电流设置为不超越检测值。
假如设备经过电缆连接到A型USB端子,则因为充电器的输入电流动态电源办理功用,适配器电流将保证旁路手机充电(图4a上的粗红线)为高优先级事项——剩下的额定功率对电池充电。
图4b上的蓝线为以OTG升压形式作业的移动电源。适配器已拔下,电池电压升至5V左右为手机充电。用于在降压充电形式中操作的开关和电感器组现在以升压-放电形式操作对手机进行充电;不需求额定的元件,然后降低了本钱。
不只在所有三个充电器的充电形式期间,并且在bq24295和bq25895的放电升压形式期间,为了使电池充电和放电,用负温度系数(NTC)电阻器感测电池温度,以保证希望的电池操作。