小能人便攜式儲能電源拆解:多功能小電站
2022-09-29 15:25:13 來源:半導體器件應用網 點擊:10394
【嗶哥嗶特導讀】看看火爆戶外的便攜式儲能電源里面都有啥?
疫情之下,人們戶外露營活動的增加。由于手機、電飯煲、平板電腦、智能音箱等用電設備增多,多功能的充電需求日益明顯,目前便攜式儲能電源越來越受消費者青睞。便攜式儲能電源又叫做“大型充電寶”,不僅用于戶外,而且還可家用應急。電源容量大,滿足多種用電設備充電需求并且經久耐用等特性,成為便攜式儲能電源產品的核心賣點。
為了實際了解便攜式儲能電源的內部基本構造,本期《拆解》欄目選用的產品是小能人X16多功能便攜式儲能電源。某東顯示,該產品線上銷售量已突破2W+。目前火爆的多功能便攜式儲能電源內部構造到底如何?主要使用了哪些元器件?半導體產品在其中的應用情況如何?不妨通過拆解一探究竟。
下圖是拆分前的包裝外觀。
外觀正面
在包裝盒上的一側,標明了該便攜式儲能電源的產品參數。
從正面打開包裝盒,內有泡沫材料塑形穩固。
取出泡沫材料,可以看到便攜式儲能電源本體和充電器包裝。
脫離包裝,全部取出。
經過測試,取出的便攜式儲能電源能夠正常使用。
下圖是配送的充電器,內側產品參數清晰可見。
下圖是便攜式儲能電源本體及其產品參數。
再細看該便攜式儲能電源使用功能的正面和背面。
正面來看,該便攜式儲能電源不僅可以顯示電量、照明應急,而且支持多種輸出接口,滿足不同設備的用電需求。
接下來,正式進入拆解。首先將便攜式儲能電源頂部的手柄兩端螺絲擰開,脫離手柄。
然后在便攜式儲能電源背部四個角落的螺絲依次擰開。
用工具將背部塑料蓋貼縫處撬開。
外殼脫離后,再將里面塑料蓋撬開。
同樣的動作重復在正面塑料蓋的貼縫處。
正面塑料蓋的另外一處再撬開,使整個塑料蓋全然松動,然后從銀灰色外殼中,抽出器件整體。
下面是松動抽離后的狀態。
再細看器件整體的頂部和底部,正面和背面的外觀。
繼續將器件整體外的黑色塑料殼松動脫離。
下圖是掀開頂部塑料殼的樣子,頭部和腹部的兩塊電路板清晰可見。
繼續拆離頭部。
頭部電路板脫離。
細看頭部電路板的正反兩面。
下面,主要看下頭部電路板上使用的核心元器件。
元器件1:
型號:HT7550
HT75xx-1系列來自合泰,是一組采用CMOS技術實現的三端低功耗高電壓。它們可以提供100mA的輸出電流,并允許輸入電壓高達30V。它們提供了幾個固定的輸出電壓范圍從2.1V至12.0V的CMOS技術,確保低電壓降和低靜止電流。雖然主要為固定電壓調節器而設計,但這些IC可以與外部元件一起使用,以獲得可變電壓和電流。
?特點:
1)低功耗;
2)低電壓降;
3)低溫度系數;
4)高輸入電壓(高達30V);
5)靜態電流2.5 μA;
6)大電流輸出: 100mA;
7)輸出電壓精度: 容差±3%。
?應用領域:電池供電設備、通信設備、音頻/視頻設備
產品資料可參考:
元器件2:
型號:DC005NG
這種 N 溝道MOSFET采用先進的溝道技術和設計,提供低柵電荷的優秀 RDS (on)。它可用于各種各樣的應用,來自于杜因特。
?特點:
1) VDS = 30V,ID = 100A,RDS (ON) < 5mΩ@VGS = 10V;
2)低柵電荷;
3)綠色器材可供選擇;
4)先進的高細胞密度溝道技術用于超低 RDS (ON);
5)良好的散熱包裝。
產品資料可參考:
元器件3:
型號:CN3903
CN3903是具有內部功率MOSFET的低EMI特征、異步、降壓、開關模式轉換器。它提供了一個非常緊湊的解決方案,可在寬輸入電源范圍內提供3A連續電流,并具有出色的負載和線路調節。
CN3903實現了低EMI特征和良好控制的開關邊沿。故障情況保護包括可編程輸出過壓保護、恒定導通時間模式和熱關斷。CN3903需要最少數量的現成標準外部組件。
?產品特性:
1)4.5V至36V的寬工作輸入范圍;
2)3.0A連續輸出電流;
3)500KHz開關頻率;
4)打嗝模式短路保護;
5)內置過流限制;
6)可編程輸出過壓保護;
7)DCM模式可在輕負載下實現高效率;
8)集成內部軟啟動;
9)120/80mΩ低 RDS(ON)內部MOSFET;
10)輸出可從0.925V調節;
11)低EMI特征;
12)100%占空比;
13)集成內部補償;
14)熱關斷;
15)恒定導通時間模式。
?應用領域:汽車娛樂、無線和DSL調制解調器、電腦娛樂、車載充電器電源
元器件4:
型號:DTM4015
該型號是一款P通道40V(D-S) MOSFET,已經過100% Rg 和UIS測試,來自鼎日半導體。
?應用領域:適配器切換、負載切換、電源管理、移動計算
產品資料可參考:
元器件5:
型號:SS54
SS54肖特基二極管,無標識。
元器件6:
型號:4407
此器件為一款貼片MOS。
元器件7:
無標單片機,SOP-20封裝。
元器件8:
100μF 35V 330μF 35V
以上兩款鋁電解電容均來自宏遠納川。
接下來,繼續拆解該便攜式儲能電源的腹部電路板。
松動周圍的螺絲和排線接口。
取出電源腹部的電路板。
下面繼續查看腹部電路板的核心元器件。
元器件9:
型號:CM1033
CM1033系列來自創芯微,是一款專用于 3 串鋰/鐵電池或聚合物電池包的保護芯片,內置有高精度電壓檢測電路和電流檢測電路,通過檢測每節電池的電壓、充放電電流等信息,實現電池過充電、過放電、放電過電流、短路、充電過電流等保護功能。
?功能特點:
1) 高精度電池電壓檢測功能;
2) 三段放電過電流保護功能;
4) 充電器檢測及負載檢測功能;
5) 過充電,過放電,過電流保護延時內置(無需外接電容);
6) 電池斷線保護功能;
7) 低電流消耗;
8) 無鉛、無鹵素。
?應用領域:電動工具、掃地機器人、UPS后備電源
具體產品資料可參考:
元器件10:
型號:FIR13N50FG
此款是先進的N-Ch功率MOSFET-G,來自福斯特。
?特點:
1) 快速開關;
2) 低 ON 電阻(Rdson ≤0.5 Ω);
3) 低柵電荷(典型數據: 85nC);
4) 低反向傳輸電容(典型數據: 100pF);
5)100% 單脈沖雪崩能量測試。
?應用領域:適配器和充電器的電源開關電路。
產品資料可參考:
元器件11:
型號:DC005NG
同上。
元器件12:
型號:PE004TG
這種N溝道MOSFET采用先進的溝道技術和設計,提供了低柵電荷的優良 RDS (on) ,可用于廣泛的應用領域。
?特點:
1) VDS = 60V,ID = 130A,RDS (ON)< 3.5 mΩ@VGS = 10V;
2) 低柵電荷;
3) 綠色器件可用;
4) 先進的高密度溝槽技術用于超 RDS (ON);
5) 良好的散熱封裝。
產品資料可參考:
元器件13:
型號:TL494C
TL494CN/CDR是一塊開關式脈沖寬度調控電路,主要用于開關式電源控制。它采用SOP16封裝形式,來自泰格電子。
?主要特點:
1)完善的脈寬調控電路;
2)含主動或從動振蕩器;
3)含雙誤差放大器;
4)含 5V參考電源;
5)死區控制可調;
6)獨立的輸出晶體管(源流或陷流 200mA);
7)輸出控制方式采用推挽式或單端式。
產品資料可參考:
元器件14:
型號:EL357N
此款是4PIN SOP光電晶體光電耦合器EL357NH-G系列,來自億光電子。
?特點:
1)無鹵素;
2)工作溫度-55℃ ~ 125℃;
3)緊湊型4引腳標準操作規程(2.0 mm);
4)符合EU REACH;
5)無鉛和RoHS標準;
6) UL和cUL 批準(No. E214129);
7) VDE 批準(NO.132249);
8)SEMKO、NEMKO、DEMKO、FIMKO批準。
?應用領域:DC-DC轉換器、可編程控制器、通信設備、不同電位和阻抗電路之間的信號傳輸
產品資料可參考:
元器件15:
型號:ES3J
ES3J快速整流器,無標識。
元器件16:
型號:RS1M
RS1M快恢復二極管,無標識。
元器件17:
3300μF 25V 22μF 400F
以上兩款鋁電解電容也均來自宏遠納川。
元器件18:
CBB22薄膜電容,0.22μF,630V,無標識。
元器件19:
此款則是32V、30A的插件式保險絲。
元器件20:
以上也是無標器件。
再來看看電源底部的鋰電池組。
以下可多角度看到3塊重疊的鋰電池組外觀。
最后,來一張拆解后的“全家福”。
全部拆解完畢。
半導體器件應用網總結
通過拆解我們發現,該便攜式儲能電源產品采用了鋰電池保護IC、整流器、多類型的功率MOSFET以及多款鋁電解電容和保險絲等元器件,綜合體現了儲能電源的應用與管理。
其中,創芯微的3串可充電的鋰電池保護智能IC,支持AC/USB/車充借口輸出,可實現過壓、過載、過溫、短路、過放和智能風冷等多重安全保護。多類型功率MOSFET、電壓調節器和開關式電源控制的應用與設計使產品能夠感應溫度,當正常溫度時不啟動節省用電,而溫度升高時主動開啟散熱??赡艹鲇诔杀究紤]或方案保密,兩塊電路板上多處使用無標識器件。
該便攜式儲能電源產品擁有AC/USB-A/USB-C等多種輸出接口,輸出功率高達250W,且內置逆變器,兼容直流、交流電使用,滿足小型車載冰箱、小型電飯煲、筆記本電腦、智能手機、學習臺燈、小型風扇等多種設備用電需求,是一款多功能的移動小電站。
另外,該便攜式儲能電源產品還自帶LED照明燈,支持照明燈和SOS閃燈警示,對于戶外露營用電、夜讀照明學習、擺夜攤用電等場景也非常適用。
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