移动电源的拆解与原理详解
移动电源的拆解与原理详解
本文通过拆解一款公牛mini移动电源,详细介绍了其内部结构和工作原理。文章从实际故障现象出发,逐步展示了移动电源的硬件组成和关键电路的工作机制,适合对电子电路感兴趣的读者深入学习。
一、拆解说明
本内容介绍GNV-PB5102蓝色短款的公牛mini移动电源,铭牌如下图所示。
故障表现:外接适配器,LED1充电灯闪烁几下就会熄灭,无法充电。
当然要拆开看看,有啥好玩的。外壳没啥特别的,略去讲述。直接掏出内脏,如下面两张图所示。主要由两块955565/5000mAh聚合物锂电池上下叠层与一块PCBA共同组合而成,电池容量共计10000mAh。
如下图圆圈所示,上部的电池电压3.6V。
下面的电池电压3.4V,甚是奇怪!不知何故。当前这个3.4V电池已经鼓包损坏,卸去后,就可以正常使用了。
PCBA正面与反面如下面两张图所示。
PCBA正面
PCBA反面
锂电池充电管理SOC(System on Chip)采用英集芯的IP5209_NTC,只需一个电感实现降压与升压功能,外围电路简洁。充电效率高至 96%。空载时,自动进入休眠状态, 静态电流降至 50uA。
电池保护IC使用赛芯微的XB8608AF,提供过流、过压等保护。
无异常时,VM与GND将通过Switch连通。
USB充电端口控制器采用UC2631/SOT23-6,没找到规格书,本处以可以替换使用的TPS2514对照说明。监控 USB 数据线路电压,并且自动在数据线路上提供正确的电气特征。
丝印:6.0A,封装:SOD123,应该是一只6V的稳压管。
二、电路原理图
本内容所用原文件下载请移步:https://download.csdn.net/download/liht_1634/90439865。
三、主要电路介绍
1、指示灯电路
2、电池类型选择
当前电路悬空,设定被充电池电压为4.2V。
3、电池内阻设定
当移动电源向外输出(放电状态),电池电压低至Vgs(th) = -1.3V时,Q4导通,Q5导通。
R13与R26并联,其并联电阻值 = 120k//158k ≈ 68.2k,对应的电池内阻按30~40mΩ。
4、手机充电电流识别
1)通过U1/IP5109T识别接口
2)通过U2/UC2631识别接口
原理描述:BC1.2规范定义了允许便携式设备确定其连接的端口类型所需的协议,以便其能够分配其吸收的最大允许的电流。握手过程分为两个步骤。
5、放电切换电路
含外接适配器时,即Vin有5V电压,Q3截至,此时将无法给手机充电。
UGND与GND连通,当输入电压高至6V时,ZD1导通,Q1导通,Q2截至,充电电路被断开,进入过压保护。
无外接适配器时,Q3导通,可以给手机充电。UGND与GND断开,充电电路被断开。
6、电池温度检测
当 NTC 检测到温度在 0~45 度范围内正常充电。当温度高于 45 度时,充电电流减小一半。当温度高于 55 度时,停止充电。
7、电池保护电路
电池无异常状态,B-与GND连接在一起,这样电池充电回路才能形成。