Güç bankalarını iyi biliyor musunuz

Taşınabilir bir güç bankası genellikle kabuk + pil + devre kartından oluşur.

Kabuk genellikle plastik veya metaldir, bu da Powerbank'ı güzel bir görünüm, koruma, vb.

Devre kartı esas olarak voltaj, akım kontrolü, giriş ve çıkış kontrolü ve diğer işlevleri gerçekleştirmek için kullanılır.
Piller güç bankalarının en pahalı bileşenidir. 18650 pil ve polimer piller en yaygın iki pildir.
* Pil hücresi

Mevcut mobil güç pilleri genellikle lityum iyon piller kullanır, ancak performans farklıdır ve görünümden tamamen görünmezdir ve genel özellikler yansıtılamaz.

1. Pil Malzemeleri
Lityum iyon piller, kullanılan farklı elektrolit malzemelerine göre sıvı lityum iyon pillere (LIB) ve polimer lityum iyon pillere (DIP) bölünebilir. İkisinde kullanılan pozitif ve negatif malzemeler aynıdır. Pozitif elektrot malzemesi üç malzeme içerir: lityum kobalt oksit, nikel kobalt manganez ve lityum demir fosfat. Negatif elektrot grafittir ve pilin çalışma prensibi aynıdır.

2. Elektrolit
Lityum-iyon piller arasındaki temel fark, elektrolitlerdeki farktır. Sıvı lityum iyon piller sıvı elektrolitler kullanırken, polimer lityum iyon piller bunun yerine katı polimer elektrolitler kullanır. Bu polimer "kuru durumda" veya "kolloid durumunda" olabilir. Şu anda, polimer jel elektrolitlerinin çoğu kullanılmaktadır.

① Lityum kobalt oksit (LICOO2)
Lityum kobalt oksit yaygın olarak bir sıvı lityum-iyon pil olarak bilinir ve yaygın şekilleri 18650 ve kare şeklidir. 18650 pil, 18 mm çapında ve 65 mm yüksekliğe sahip silindirik bir pildir (5 numaralı pilin genişlemiş bir versiyonuna benziyor) ve dizüstü bilgisayar pillerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Dizüstü bilgisayar pilleriyle uyumlu olduğu için, piyasadaki mobil güç kaynaklarının% 60'ından fazlası artık 18650 pil kullanmaktadır.

② Nikel kobalt manganez (linicomno2)
Üçlü materyal (Linicomno2) olarak da bilinen nikel-kobalt-manganese, bir tür polimer lityum iyon pildir ve ortak formu kare yumuşak bir paket şeklidir. Lityum kobalt oksidin de kare bir şekle dönüştürülebileceğini, ancak kalıplamadan sonra zor olduğunu ve ellerinizle sıkıştırılarak ayırt edilebileceğini unutmayın.
Akıllı telefonların popülaritesi ile, üçlü materyaller son iki yılda hızla gelişmiştir ve giderek daha fazla alanda kullanılmaktadır. Hammadde olarak nikel tuzu, kobalt tuzu ve manganez tuzu kullanır ve nikel, kobalt ve manganez oranı gerçek ihtiyaçlara göre ayarlanabilir.
Lityum kobalt oksit pillerle karşılaştırıldığında, pozitif elektrot olarak üçlü malzemeye sahip pil, daha yüksek güvenliğe sahiptir ve lityum kobalt oksitten daha yüksek hizmet ömrüne sahiptir ve 500 döngüsel bir servis ömrüne ulaşır.

Ana Avantajlar: Çeşitlendirilmiş hacim, çok geniş kullanım aralığı, patlaması kolay değil ve yüksek güvenlik faktörü.

Ana dezavantajlar: Yüksek fiyat, terk edildikten sonra çevre kirliliği, zayıf şarj ve yüksek akımla deşarj performansı.

③lityum demir fosfat (lifepo4)
Lityum demir fosfatın bilimsel adı ferroelektriktir. Önceki iki tür pil arasındaki en büyük fark, pilin pozitif elektrotuna demir eklenmesidir. Lityum demir sadece son yıllarda yeni başladı. Büyük potansiyele sahip bir malzemedir. Güvenlik performansı ve döngü ömrü diğer malzemelerle karşılaştırılamaz. Bunlar aynı zamanda güç pillerinin en önemli teknik göstergeleridir. Şarj ve boşaltma döngüsü ömrü 2000 kata kadar ve aşırı ücret voltajı 30V ise tek hücreli pil yanmayacak veya patlamayacak.
Lityum demir fosfat katot malzemesinden yapılmış büyük kapasiteli pil paketi, elektrikli araçların sık şarj ve deşarjı ihtiyaçlarını karşılamak için seri olarak kullanımı daha kolaydır ve toksik olmayan, kirletmeyen, iyi güvenlik performansı, geniş hammadde kaynağı, düşük fiyat ve uzun yaşam avantajlarına sahiptir. Yeni nesil lityum iyon piller için ideal bir katot malzemesidir.
Şu anda, ferroelektrikler esas olarak büyük kapasiteli elektrik otobüsleri, sinyal baz istasyonu enerji depolama ve büyük ölçekli UPS uygulamaları için kullanılmaktadır. Bunlar arasında, mobil güç ve AA pilleri su ve kütle üretimini test etmeye başladı, bu da ferroelektriklerin kademeli olarak orta ve büyük kapasiteli UPS'leri ve küçük enerji depolama pillerini kullanmasını sağlıyor. , Çim ışıkları ve elektrikli aletler yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ana avantajlar: 2000 döngü hizmet ömrü, yüksek akım yükü ve deşarj, düşük iç direnç, düşük ısı üretimi, güvenlik, çevre koruması ve toksik olmayan.

Ana dezavantajlar: Fiyat pahalı, dijital ürün alanı henüz büyük ölçekte kullanılmadı ve tüketicilerin farkındalığı düşük.

* Devre kartı

Pilin yanı sıra, mobil güç kaynağındaki devre kartı da çok önemlidir. Şarj edilebilir piller için, spesifikasyon güvenli bir şarj kesme voltajı ve güvenli bir deşarj kesme voltajına ve kalibre edilmiş bir maksimum çalışma akımına sahiptir. Mobil güç kaynağının tasarımı önce polimer pili güvenli bir şekilde şarj etmelidir, çünkü pil maliyeti nispeten yüksektir ve sistemin güvenli ve güvenilir çalışması için bir şarj yönetim sistemi olmalıdır. Taşınabilir cihazın şarj edilmesi gerektiğinde, polimer pil dışarıya boşaltılır. Taşınabilir cihaz genellikle 5V giriş voltajına sahip olduğundan, 5V'lik bir destek sistemi vardır. Bir şarj yönetim sistemi veya bir güçlendirme sistemi olsun, bir devre kartının bunu sağlamak için gereklidir, bu nedenle mobil güç kaynağının iç devre kartının tasarımı ürünün zekasını belirler.

Medya tarafından çok sayıda güvenlik kazası maruz kaldıktan sonra, mobil gücün güvenlik performansı insanların düşündüğü önemli bir faktör haline gelmiştir. Bu nedenle, mühendisler mobil güç ürünleri tasarlarken modülleri korumak için daha fazla çaba harcamalıdır. Ürünün içini söz konusu olduğunda hangi koruma modüllerini içerir?

1. Aşırı şarj koruması

Lityum pil aşırı şarj koruması, voltajı tespit etmek için bir güç yönetimi çipi kullanılarak gerçekleştirilir ve çip referans ayar durumundadır (cep telefonu lityum pili genellikle 3.5V'dir). VSS-VDD tasarım değerine yükseldiğinde referans yavaşça yükseldiğinde, şu anda voltaj, koruma aşırı şarj voltajıdır ve harici kontrol devresi, mantıksal bir ilişki yoluyla düşük veya yüksek bir seviye çıktılarak aşırı şarj koruması elde etmek için kontrol edilir. Voltaj yavaşça düştüğünde, referans değerini almak için VSS-VDD voltaj değerini ayarlayın. Referans, ayarın altında olduğunu tespit ettiğinde, aşırı şarj korumasını serbest bırakmak mantıklı bir ilişkidir.

2. Aşırı deşarj koruması

Aşırı deşarj koruma voltajı, deşarj geçişi sırasında pili koruyan en düşük voltajı ifade eder. Deşarj bu voltaj noktasına ulaştığında, pili koruma amacına ulaşmak için koruma devresi devreyi keser. Pil ömrü ve deşarj derinliği ile pil voltajı ile deşarj hızı ve derinliği arasındaki ilişkiye göre, ekipmanın gerçek yükü ile birleştirildiğinde, pil deşarjı uç voltajını belirleyin ve pil deşarjı koruma devresini tasarlayın.

3. Kısa devre koruması
Kısa devrenin neden olduğu döngü akımı genellikle nominal çalışma akımının 10 katından fazladır ve aşırı akım korumasının yaklaşık on milisaniye gecikmesi gerekir. Doğrudan kısa devrenin neden olduğu nominal akımın düzinelerce kez, pil paketinin onlarca milisaniye içindeki performansını da etkileyecektir. Mevcut koruma yöntemi, akım tarafından üretilen ısı ile devreyi kesen ve aynı zamanda milisaniye bir tepki süresi gerektiren ve aynı zamanda devredeki empedansı arttıran PPTC yöntemidir. Pil paketlerine adanmış kısa devre entegre çipleri de vardır. Bu çipin dar bir uygulama aralığı ve yüksek maliyeti vardır.

4. PTC Giriş

PTC pozitif sıcaklık katsayısı termistor ayrıca poli anahtar, polimer yeniden tabetlenebilir sigorta (polimer yeniden tabetlenebilir sigorta) olarak adlandırılır. Polimer yeniden tabetlenebilir sigorta, bir polimer matrisinden ve iletken yapan karbon siyah parçacıklarından oluşur. Polimer yeniden tabetlenebilir sigorta bir iletken olduğundan, akım içinden akacaktır. Bir aşırı akım polimer yeniden tabetlenebilir sigortan geçtiğinde, üretilen ısı (I2R) genişlemesine neden olur. Sonuç olarak, karbon siyah parçacıkları ayrılacak ve polimer yeniden tabetlenebilir sigortanın direnci artacaktır. Bu, ısıyı daha hızlı üretmek, daha fazla genişletmek ve direnci daha da arttırmak için polimer yeniden tabetlenebilir sigortayı teşvik edecektir. Sıcaklık 125 dereceye ulaştığında, direnç önemli ölçüde değişir, böylece akım önemli ölçüde azalır. Şu anda, polimer oturum açılabilir sigortadan akan küçük akım, onu bu sıcaklıkta ve yüksek dirençli bir durumda tutmak için yeterlidir. Arıza temizlendiğinde, polimer yeniden tabetlenebilir sigorta, karbon siyah parçacıklarını yeniden bağlamak için orijinal şekline büzülür, böylece belirtilen tutma akımının seviyesine direnci azaltır.

5. Diğer koruma devreleri, vb.

* Devre kartındaki ana çip

1. Lityum Pil Yönetimi IC
Şu anda, yurtiçi şarj yönetim sistemi nispeten olgundur ve akıllı IC, tüm şarj işlemini izler ve lityum pil ön ücret, sabit akım ve sabit voltajın üç aşamalı şarj fonksiyonunu gerçekleştirir. Ana Yönetim IC

2.MCU
PCB kartındaki akıllı kontrol sistemi, şarj sırasında cihazın kararsız akım ve voltaj etkileri nedeniyle hasar görmesini önler; Ürünün yükünü ve deşarjını kontrol edebilir ve şarj koruması, deşarj koruması, sıcaklık koruması, sızıntı koruması, aşırı yük koruması, kısa devre koruması, vb. Sağlayabilir. Çoklu koruma, ürün performansını daha güvenli ve daha kararlı hale getirir ve ürünün kendisi daha uzun bir hizmet ömrüne sahiptir ve aynı zamanda istikrarsız çıktıların cep telefonuna zarar vermekten kaçınması; MCU ayrıca çıktı yüklenmediğinde güç kaybını da önleyebilir. Kullanıcının endişelerini çözer; Cep telefonlarını ve çeşitli dijital ürünleri otomatik olarak tanır, akıllı telefonların ve çeşitli markaların çeşitli tablet bilgisayarlarının şarj edilmesini destekler ve diğer dijital elektronik ürünleri USB 5V girişiyle şarj etmekle uyumludur.

3. SMD Boost IC
Mobil güç pilinin voltajı 3.7V'dir ve çıkış voltajı 5'tir. 0 v. Gücün bir güçlendirici devresinden çıkması gerekir. Artırma sürecinde, devredeki ısı nedeniyle gücün bir kısmı kaybolur, böylece gerçek çıkış gücü ile pilin güç çıkışı arasında belirli bir fark vardır. İkisinin oranına mobil güç kaynağının dönüşüm oranı denir. Şu anda, iç teknolojinin dönüşüm verimliliği, genellikle 75-85} arasında değişmektedir. Bazı güçlü üreticiler daha yüksek maliyetli çözümler benimser ve devre tasarımlarını bağımsız olarak araştırır ve geliştirir. Gerçek dönüşüm oranı%90'dan fazla ulaşabilir. Tabii ki, teknolojinin geliştirilmesiyle, bu dönüşüm oranı yükselecek. Ayrıca seri olarak 8.4V'ye bağlı iki pil vardır ve daha sonra bir adım aşağı yöntemi benimser. Verimlilik yaklaşık%95'e ulaşabilir, ancak pil çekirdeğinin kıvamı yüksektir ve güvenlik nispeten düşüktür. Başarısız olursa, kullanıcının cep telefonunu ve diğer dijital cihazları yakmak kolaydır. Ürün, çok az üretici bunu kullanıyor.

Mobil güç sistemi satıcıları, doğrudan akım (DC-DC) dönüştürücülere yüksek akımlı doğrudan akımın tanıtımını hızlandırıyor. Büyük mobil güç piyasası iş fırsatlarını hedefleyen ZHA Energy, Yuanxiang, O2Micro, MPS, Richtek ve Zhixin gibi güç IC tedarikçileri, sistem üreticilerinin şarj hızları daha hızlı mobil güç ürünleri geliştirmesine yardımcı olmak için yüksek akım DC-DC dönüştürücüler geliştirmeye veya başlatmaya başladı.