一款移动电源电路的剖析

　　二、移动电源电路工作原理分析

    移动电源的设计要求是可以通过USB电缆线使用在任何符合USB ON-THE-GO（国际标准）的设备上，其具有短路、过充过放、恒流恒压等保护措施，还要有高性能电源管理技术。
　　
　　移动电源的储电介质一般采用锂电电芯，电压在2.7-4.2V之间，电压随着电量的下降而下降。为了给外部产品充电，移动电源必须要有升压系统，因为同电位的电压之间是不能充电的，移动电源的升压系统把锂电池的电压升压到5V，这样就可以给其他产品充电了。移动电源非一次性设备，它可以反复使用，所以当移动电源的电能使用完了之后，必须给移动电源充电，其原理和给手机充电一样，连接到SV的USB电脑接口或者其他USB充电器上即可以给移动电源充电。所以移动电源还必须要有充电管理系统。充电管理系统能根据锂电的电压，自动调节充电电流。过程有：预充、恒压充和浮充等方式。
　　
　　1．电源电芯及充电管理

    本移动电源采用了聚合物18650锂电，电压是3.7V6该类电池具有容量大、体积和形状任意变化，一般为软包装形态。
　　
　　移动电源电池无电时也需要充电，为了体现移动电源的通用性，充电电压一般采用5V，目前国内的充电管理系统比较成熟，电芯电压从2.7V -4.2V都会由智能IC监控整个充电过程。本移动电源充电管理IC采用CE3180（电路见下图），其兼容于AP4056;④脚接USB正极，⑤脚接锂电池正极端，当电池充电达到4.2V时，⑦脚输出电平翻转，主控MCU直接检测该脚则可以知道当前的充电状态。

　　2．升压系统

  升压主流技术基本采用DC-DC的升压方式。国内技术转换效率普遍在80%以上。也有采用减压方案的，效率比较高，但对电芯的一致性要求较高，所以目前较少采用。
　　
　　本移动电源升压电路采用升压lC ME2109FM5G（见下图），控制CE脚可以达到控制电流升压与否的目的，L1和C2组成滤波电路，R3、R4决定升压电压值。二极管为续流二极管。

　　选择电感要根据电流大小选择，若流过电感器的电流超过其容许电流值，会引起电感器处于磁性饱和状态，会降低工作效率或者导致损坏ic。
　　
　　输入端电容可以降低电源阻抗，另外可以使输入电流平均而提高效率；输出端电容器是为了使输出电压更加平滑。外接mos管Q1( DTM8205)对输出电流量和电能转化效率产生影响。

　　3．保护电路

    为使电源在恶劣环境中安全可靠的工作，必须设计多种保护电路，比如防过压、欠压、过热、过流、短路、缺项等保护电路。下图为电池保护电路。

　　
　　4．单片机控制电路

    本系统选用芯海MCU 3112，该颗lC为8bit mcu，宽工作电压范围，内部集成IK FLASH ROM，96字节数据寄存器，6级堆栈．16M内部晶振，12bitADC，带引脚唤醒功能。电路见下图。

　　三、故障解决

  故障现象：突然给手机充不进电了，症状：纯开机，双灯闪烁，正常是常亮。不能给手机充电。关机时，充电没反应。开机时，充电双灯闪烁。正常情况，开关机充电时，三格指示灯会慢慢亮起。仔细看看焊点什么的，都正常。
　　
　　故障排除：测试待机时输出电压3.5V，按一下电量检测灯亮后输出4.5V左右，就是不能正常升压到5V。
　　
　　原来正常应该是输出5.2V左右的，仔细查看，发现里面有个电感，上面标的是字母是10μH，印版代码为L1，外面一圈磁圈有点破损，于是检测该电感，其阻值为20kΩ。由于手中没现成标为10μH电感，故现用一标称4.7R的电感替换，测试其输出电压，达到5.4V空载电压，连接手机充电，恢复充电原貌。

本文关键字：移动电源  稳压-电源电路，单元电路 - 稳压-电源电路