【導(dǎo)讀】在生活中，我們常常需要用到移動(dòng)電源，但是不幸的是，市場(chǎng)上大多數(shù)移動(dòng)電源質(zhì)量較差，虛標(biāo)嚴(yán)重，有的還存在安全隱患，因此，自己制作一個(gè)高品質(zhì)、高效率、不虛標(biāo)而又安全的移動(dòng)電源成為當(dāng)務(wù)之急。本文就教大家如何自己DIY高品質(zhì)的移動(dòng)電源，同時(shí)分享了一些自己在制作過(guò)程中的諸多小常識(shí)，見(jiàn)者有份哦！
目前淘寶等網(wǎng)站上有大量移動(dòng)電源的DIY套件，通過(guò)這些套件，我們可以很方便的制作一個(gè)移動(dòng)電源，但是，這些移動(dòng)電源的套件同樣質(zhì)量低劣，電池虛標(biāo)，沒(méi)有什么實(shí)質(zhì)性的改善，要真正得到一個(gè)優(yōu)質(zhì)的移動(dòng)電源，我們需要從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)，自己制板、焊接、安裝。當(dāng)然，如果你嫌麻煩的話(huà)，那么我還是建議你去買(mǎi)淘寶的套件，不用再繼續(xù)看本文了。
言歸正傳，要從最基本的步驟開(kāi)始，我們就必須知道移動(dòng)電源的基本原理。最簡(jiǎn)單的移動(dòng)電源只有3個(gè)部分：充電、保護(hù)、輸出。充電部分負(fù)責(zé)將充電器的電壓轉(zhuǎn)換成電池可以接受的電壓；保護(hù)部分用于防止電池的過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流及短路等；輸出部分負(fù)責(zé)將電池的電壓轉(zhuǎn)換成受電設(shè)備（主要是手機(jī)、平板等）可以接受的電壓。
在開(kāi)始設(shè)計(jì)之前，我們要大致進(jìn)行一個(gè)規(guī)劃：我們需要一個(gè)多大容量的移動(dòng)電源，這么大容量的移動(dòng)電源有多重，還有需要多少個(gè)輸出，每個(gè)輸出最大需要多少電流等等。首先，我們要選擇電池。常見(jiàn)的可充電電池有鎳氫、鎳鎘、鉛酸、鋰離子、聚合物鋰電池等，目前，鎳氫和鎳鎘已基本淘汰，鉛酸電池電壓太高且重，不適合移動(dòng)電源，鋰離子和聚合物鋰電池是常見(jiàn)的選擇。目前，我們買(mǎi)到的商品移動(dòng)電源一般使用的是鋰離子電池，也就是我們常說(shuō)的18650電池。這種電池非常便宜，而且方便量產(chǎn)，但是其質(zhì)量和壽命較差。
我們的目的是要一個(gè)高品質(zhì)的移動(dòng)電源，所以當(dāng)然不能用這種電池，那么就只剩下一種了：聚合物鋰電池。這種電池也是我們手機(jī)中常常使用的電池，相比于鋰離子電池，它的容量、壽命、輸出功率和安全性都較高，我們?cè)谶x擇電池的時(shí)候一定要選擇這種電池。目前，聚合物電池的正極材料有很多種，其中比較好的一種是叫鋰鎳鈷錳（又叫三元）的材料，容量可以根據(jù)自己的需要選擇。在選擇電池的時(shí)候，我們還要注意一點(diǎn)，就是電池的最大持續(xù)放電電流，一般用C來(lái)做單位，對(duì)于一個(gè)1000mAH的電池來(lái)說(shuō)，1C就表示這個(gè)電池的最大放電電流是1000mA。我們要確保所選的電池的最大持續(xù)放電電流大于我們需要的輸出電流的2倍（要有一定裕度），建議選擇動(dòng)力電池（就是電動(dòng)車(chē)、汽車(chē)上面用的那種），不但輸出電流大，而且內(nèi)阻小，效率更高。
選擇了電池之后，我們就需要設(shè)計(jì)保護(hù)電路了。一般的移動(dòng)電源都有不止一塊電池，這些電池一般都是并聯(lián)的，容量和最大輸出電流等于所有電池之和，電壓不變。當(dāng)然，串聯(lián)也是可以的，但是要用不同的方案。本文下面所說(shuō)的都是電池并聯(lián)的方案。對(duì)于并聯(lián)的電池，本質(zhì)上和單節(jié)電池沒(méi)有差別，無(wú)非是容量和輸出電流大了一些，所以我們?nèi)匀皇鞘褂脝喂?jié)電池的方案。保護(hù)電路，必須要使用成熟的方案，推薦使用DW01+FS8205A的方案，其電路圖如下：
圖中的BAT和BAT-分別接電池的正極和負(fù)極，GND是電路的地。當(dāng)短路等情況發(fā)生時(shí)，DW01會(huì)關(guān)閉MOS管，將電池負(fù)極和地?cái)嚅_(kāi)。注意，正常情況下，圖中的R5應(yīng)該接在CS腳和地之間，這里考慮到輸出電流較大，可能觸發(fā)過(guò)流保護(hù)，所以接在了D12上，這個(gè)引腳是2個(gè)MOS管之間，所以保護(hù)電流增加了一倍。
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設(shè)計(jì)完保護(hù)電路，就該設(shè)計(jì)充電電路了。由于充電時(shí)并不需要特別在意電路的轉(zhuǎn)換效率，所以我們可以使用一些低成本、高可靠性的方案，如TP4056。電路圖如下：
充電器的5V電壓經(jīng)過(guò)一個(gè)SS34肖特基二極管再輸入到芯片的電源引腳，這樣可以分擔(dān)一部分芯片的熱量，變相加快充電速度。通過(guò)更改電阻R1的大小可以更改充電速度，具體請(qǐng)查看芯片手冊(cè)，這里的電阻對(duì)應(yīng)的充電電流是1A。紅燈D2和綠燈D3分別用于指示正在充電和充電完成。BAT直接連接到電池正極。該芯片是線(xiàn)性充電芯片，其原理是將多余的電能轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉，所以充電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，建議安裝的時(shí)候加裝一個(gè)散熱片，防止因過(guò)熱保護(hù)而降低充電速度。
最后就是核心部分：輸出電路。它是一個(gè)BOOST結(jié)構(gòu)的DC-DC升壓電路，該電路的方案很多，作為一個(gè)移動(dòng)電源，最主要考慮的因素是效率，因此最好采用同步升壓芯片（同步升壓資料較多，請(qǐng)自行百度，本文不做介紹）。這里推薦使用TI的TPS61032，集成了MOS管和反饋，電路簡(jiǎn)單可靠，可以達(dá)到最大3A的輸出，且1A負(fù)載時(shí)效率可達(dá)92%（一般我們買(mǎi)到的移動(dòng)電源效率在80%左右）。詳細(xì)電路如下圖所示：
電路的左半邊是升壓部分，其中，R40和D20構(gòu)成負(fù)載指示電路（負(fù)載越大，燈越亮），R9和R10用于設(shè)定低壓警告門(mén)限，這里是3V（LBI引腳電壓為0.5V時(shí)對(duì)應(yīng)的電池電壓），當(dāng)電池電壓低于該值時(shí)，LBO引腳接地，點(diǎn)亮D9。電路的右半邊是識(shí)別電阻，如果要為蘋(píng)果設(shè)備充電，則R16和R17一般不接任何器件，成開(kāi)路，R12-R15按圖中標(biāo)示的電阻連接，那么蘋(píng)果設(shè)備將把該輸出口當(dāng)成ipad充電器的輸出口；如果要給其他手機(jī)充電，可以按對(duì)應(yīng)的識(shí)別電阻電路進(jìn)行修改(具體手機(jī)的識(shí)別電阻請(qǐng)百度，已知三星部分機(jī)型和蘋(píng)果的識(shí)別電阻不兼容)。經(jīng)實(shí)測(cè)，ipad的識(shí)別電阻可以用于絕大多數(shù)的手機(jī)和平板。
電路設(shè)計(jì)完了，接下來(lái)就是畫(huà)PCB板和焊接了。這兩步推薦有相關(guān)知識(shí)的人做，因?yàn)殡娐钒宓脑O(shè)計(jì)和焊接需要一定的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，本文就不過(guò)多介紹了。非相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士可以淘寶購(gòu)買(mǎi)上述三個(gè)模塊（輸出部分一定要加上“TPS61032”才能確保是該芯片）和電池，進(jìn)行簡(jiǎn)單的焊接和安裝，就可以完成一個(gè)移動(dòng)電源了。
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下面說(shuō)下人們對(duì)移動(dòng)電源的幾個(gè)誤區(qū)，如果你打算制作或購(gòu)買(mǎi)移動(dòng)電源，請(qǐng)務(wù)必注意：
1、18650電池壽命長(zhǎng)。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，18650是鋰離子電池，主要是用于手電筒等產(chǎn)品上的，他的使用壽命（以完全充放電次數(shù)計(jì)）不如聚合物鋰電池。
2、我們經(jīng)常在某寶上看到什么什么20000毫安時(shí)移動(dòng)電源僅69或僅89等信息，其實(shí)都是扯淡的。一般移動(dòng)電源都是使用的18650電池，該電池長(zhǎng)65毫米，直徑18毫米，其標(biāo)稱(chēng)容量一般來(lái)說(shuō)國(guó)產(chǎn)的2000毫安時(shí)，進(jìn)口的最大不超過(guò)3000毫安時(shí)，價(jià)格上國(guó)產(chǎn)的15一節(jié)，大家可以直接根據(jù)移動(dòng)電源的大小估算一下用了幾塊電池，容量和價(jià)格是多少。我拆過(guò)很多標(biāo)稱(chēng)20000毫安時(shí)的移動(dòng)電源，里面就是6節(jié)18650電池，算上國(guó)產(chǎn)電池本身的虛標(biāo)，實(shí)際容量也就12000毫安時(shí)左右，成本光電池就要90，加上電路和其他成本也快100了，就算量產(chǎn)成本低，考慮到商家的利潤(rùn)，價(jià)格也不會(huì)低到69、89。那么賣(mài)這么低的價(jià)格就只有一種可能：用的舊電池或很差的電池……
3、1A的手機(jī)要用1A的充電口充電，否則會(huì)充爆。這是我見(jiàn)過(guò)的最搞笑的結(jié)論了，不知道是哪位大神得出的。無(wú)論我們用什么給手機(jī)充電，手機(jī)在本質(zhì)上就相當(dāng)于一個(gè)電阻，或者是一個(gè)可變電阻，只要你的電壓是一定的，電流就是一定的。比如你的手機(jī)配的充電器是5V1A的，那么你的手機(jī)在充電的時(shí)候就相當(dāng)于一個(gè)5歐的電阻，只要充電電壓是5V，充電電流就是1A，跟輸出電路的額定電流沒(méi)有任何關(guān)系，這個(gè)額定電流只是這個(gè)輸出電路的最大輸出電流！也就是說(shuō)，我們可以用輸出電流為2A的充電器給1A的手機(jī)充電，這個(gè)時(shí)候，實(shí)際的電流只有1A；我們也可以用1A的充電器給2A的手機(jī)充電，這個(gè)時(shí)候，雖然手機(jī)相當(dāng)于一個(gè)2.5歐的電阻，但是由于輸出電路的最大電流只有1A，所以電路中的實(shí)際電流仍然為1A，注意，這種情況下的輸出電壓會(huì)小于5V?，F(xiàn)在市場(chǎng)上很多移動(dòng)電源都做了2個(gè)口，一個(gè)1A，一個(gè)2.1A，其實(shí)都是欺騙消費(fèi)者的，我拆過(guò)很多這種移動(dòng)電源，里面的電路完全一樣，沒(méi)有任何差別。還有一些移動(dòng)電源說(shuō)什么自適應(yīng)（更有甚者說(shuō)什么智能識(shí)別）輸出，都是扯淡的，跟一般電路沒(méi)有差別，普通的輸出本來(lái)就具有這種“自適應(yīng)”的特點(diǎn)。
4、智能檢測(cè)、智能運(yùn)算什么的……這些都是欺騙消費(fèi)者的。一個(gè)移動(dòng)電源需要4核芯片么？數(shù)顯的那種一個(gè)幾毛錢(qián)的單片機(jī)就搞定了。自動(dòng)匹配充電電流？搞笑吧，充電電流本來(lái)就是自適應(yīng)的。智能識(shí)別充電設(shè)備？要通過(guò)USB設(shè)別充電設(shè)別要加USB芯片的，那可不便宜，也沒(méi)有必要，你覺(jué)得有那個(gè)廠家會(huì)加這個(gè)芯片嗎？自動(dòng)學(xué)習(xí)電量電流檢測(cè)？不就是2個(gè)AD嗎，而且10位的AD足夠，一般幾毛錢(qián)的單片機(jī)都會(huì)集成這玩意，加個(gè)屏幕就是所謂的“智能數(shù)顯”了。
5、快速充電技術(shù)。這個(gè)也比較扯，要想充1分鐘用10分鐘，那你充電的速度必須是用電速度的10倍，假如用電設(shè)備是1A的，那么充電電流就要是10A，現(xiàn)在手機(jī)平板的充電器撐死也不會(huì)超過(guò)3A，快速充電一說(shuō)從何而來(lái)？
6、智能鎖電技術(shù)。這個(gè)技術(shù)就是你不同的時(shí)候就進(jìn)入休眠模式，實(shí)際上沒(méi)什么用。普通的移動(dòng)電源，充電芯片在沒(méi)有輸入的時(shí)候就是休眠模式，輸出芯片在空載的時(shí)候功耗也是很小的，根本不需要再加個(gè)單片機(jī)控制。很多說(shuō)什么智能技術(shù)的，實(shí)際上里面什么都沒(méi)有。
7、移動(dòng)電源邊充邊用會(huì)損壞電池。根本沒(méi)這回事。通過(guò)前面的介紹大家應(yīng)該知道，在充電的時(shí)候，充電電路將輸入的能量存入電池中；輸出的時(shí)候，輸出電路將電池中的能量傳輸給用電器。如果邊充邊用，當(dāng)充電速度大于用電速度時(shí)，，多余的電能就儲(chǔ)存在電池中，當(dāng)充電速度小于用電速度時(shí)，不夠的電就從電池里面取。打個(gè)比方，一個(gè)水池，有一個(gè)注水口和一個(gè)放水口，注水口就相當(dāng)于充電電路，放水口就相當(dāng)于輸出電路，水池里面的水就相當(dāng)于電池中儲(chǔ)存的電量，你說(shuō)能不能同時(shí)注水和放水呢？
8、軟件控制比硬件控制好。不知道什么時(shí)候開(kāi)始，某寶上有買(mǎi)軟件實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)電源，其實(shí)說(shuō)白了就是把原來(lái)DC-DC的反饋和PWM波調(diào)制的部分用單片機(jī)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)了，這樣可以同時(shí)做數(shù)顯等“高端”功能，為了宣傳，商家就說(shuō)軟件控制臂硬件好。稍微有點(diǎn)電腦常識(shí)的人都知道視頻的軟件解碼速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上硬件解碼速度的，硬件電路里面可能一個(gè)周期就調(diào)控好的東西，軟件要幾個(gè)甚至幾十個(gè)周期才能調(diào)整，因此，軟件的性能和穩(wěn)定性都是不如硬件的，千萬(wàn)不要被JS給忽悠了。
…………移動(dòng)電源的誤區(qū)還有很多，篇幅所限，就不一一敘述了，總之一點(diǎn)，不要被JS的花言巧語(yǔ)所忽悠，自己分析一下某個(gè)功能有沒(méi)有必要，實(shí)現(xiàn)起來(lái)成本多少，往往就能得出結(jié)論。
水平有限，本文難免有疏漏之處，望高手批評(píng)指正，如果對(duì)移動(dòng)電源的制作方法或相關(guān)內(nèi)容有疑問(wèn)或更好的方案，歡迎各位一起討論移動(dòng)電源相關(guān)內(nèi)容。
