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：8634
【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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便攜儲能電源行業的崛起，業內人士迫切需要了解便攜式儲能電源當前的技術難點與最新技術解決方案。
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