原创 小能人便携式储能电源拆解：多功能小电站

　　【哔哥哔特导读】看看火爆户外的便携式储能电源里面都有啥?

　　疫情之下，人们户外露营活动的增加。由于手机、电饭煲、平板电脑、智能音箱等用电设备增多，多功能的充电需求日益明显，目前便携式储能电源越来越受消费者青睐。便携式储能电源又叫做“大型充电宝”，不仅用于户外，而且还可家用应急。电源容量大，满足多种用电设备充电需求并且经久耐用等特性，成为便携式储能电源产品的核心卖点。

　　为了实际了解便携式储能电源的内部基本构造，本期《拆解》栏目选用的产品是小能人X16多功能便携式储能电源。某东显示，该产品线上销售量已突破2W+。目前火爆的多功能便携式储能电源内部构造到底如何?主要使用了哪些元器件?半导体产品在其中的应用情况如何?不妨通过拆解一探究竟。

　　下图是拆分前的包装外观。

　　外观正面

　　在包装盒上的一侧，标明了该便携式储能电源的产品参数。

　　从正面打开包装盒，内有泡沫材料塑形稳固。

　　取出泡沫材料，可以看到便携式储能电源本体和充电器包装。

　　脱离包装，全部取出。

　　经过测试，取出的便携式储能电源能够正常使用。

　　下图是配送的充电器，内侧产品参数清晰可见。

　　下图是便携式储能电源本体及其产品参数。

　　再细看该便携式储能电源使用功能的正面和背面。

　　正面来看，该便携式储能电源不仅可以显示电量、照明应急，而且支持多种输出接口，满足不同设备的用电需求。

　　接下来，正式进入拆解。首先将便携式储能电源顶部的手柄两端螺丝拧开，脱离手柄。

　　然后在便携式储能电源背部四个角落的螺丝依次拧开。

　　用工具将背部塑料盖贴缝处撬开。

　　外壳脱离后，再将里面塑料盖撬开。

　　同样的动作重复在正面塑料盖的贴缝处。

　　正面塑料盖的另外一处再撬开，使整个塑料盖全然松动，然后从银灰色外壳中，抽出器件整体。

　　下面是松动抽离后的状态。

　　再细看器件整体的顶部和底部，正面和背面的外观。

　　继续将器件整体外的黑色塑料壳松动脱离。

　　下图是掀开顶部塑料壳的样子，头部和腹部的两块电路板清晰可见。

　　继续拆离头部。

　　头部电路板脱离。

　　细看头部电路板的正反两面。

　　下面，主要看下头部电路板上使用的核心元器件。

　　元器件1：

　　型号：HT7550

　　HT75xx-1系列来自合泰，是一组采用CMOS技术实现的三端低功耗高电压。它们可以提供100mA的输出电流，并允许输入电压高达30V。它们提供了几个固定的输出电压范围从2.1V至12.0V的CMOS技术，确保低电压降和低静止电流。虽然主要为固定电压调节器而设计，但这些IC可以与外部元件一起使用，以获得可变电压和电流。

　　◼特点：

　　1)低功耗;

　　2)低电压降;

　　3)低温度系数;

　　4)高输入电压(高达30V);

　　5)静态电流2.5 μA;

　　6)大电流输出: 100mA;

　　7)输出电压精度: 容差±3%。

　　◼应用领域：电池供电设备、通信设备、音频/视频设备

　　产品资料可参考：

　　元器件2：

　　型号：DC005NG

　　这种 N 沟道MOSFET采用先进的沟道技术和设计，提供低栅电荷的优秀 RDS (on)。它可用于各种各样的应用，来自于杜因特。

　　◼特点：

　　1) VDS = 30V，ID = 100A，RDS (ON) < 5mΩ@VGS = 10V;

　　2)低栅电荷;

　　3)绿色器材可供选择;

　　4)先进的高细胞密度沟道技术用于超低 RDS (ON);

　　5)良好的散热包装。

　　产品资料可参考：

　　元器件3：

　　型号：CN3903

　　CN3903是具有内部功率MOSFET的低EMI特征、异步、降压、开关模式转换器。它提供了一个非常紧凑的解决方案，可在宽输入电源范围内提供3A连续电流，并具有出色的负载和线路调节。

　　CN3903实现了低EMI特征和良好控制的开关边沿。故障情况保护包括可编程输出过压保护、恒定导通时间模式和热关断。CN3903需要最少数量的现成标准外部组件。

　　◼产品特性：

　　1)4.5V至36V的宽工作输入范围;

　　2)3.0A连续输出电流;

　　3)500KHz开关频率;

　　4)打嗝模式短路保护;

　　5)内置过流限制;

　　6)可编程输出过压保护;

　　7)DCM模式可在轻负载下实现高效率;

　　8)集成内部软启动;

　　9)120/80mΩ低 RDS(ON)内部MOSFET;

　　10)输出可从0.925V调节;

　　11)低EMI特征;

　　12)100%占空比;

　　13)集成内部补偿;

　　14)热关断;

　　15)恒定导通时间模式。

　　◼应用领域：汽车娱乐、无线和DSL调制解调器、电脑娱乐、车载充电器电源

　　元器件4：

　　型号：DTM4015

　　该型号是一款P通道40V(D-S) MOSFET，已经过100% Rg 和UIS测试，来自鼎日半导体。

　　◼应用领域：适配器切换、负载切换、电源管理、移动计算

　　产品资料可参考：

　　元器件5：

　　型号：SS54

　　SS54肖特基二极管，无标识。

　　元器件6：

　　型号：4407

　　此器件为一款贴片MOS。

　　元器件7：

　　无标单片机，SOP-20封装。

　　元器件8：

　　100μF 35V 330μF 35V

　　以上两款铝电解电容均来自宏远纳川。

　　接下来，继续拆解该便携式储能电源的腹部电路板。

　　松动周围的螺丝和排线接口。

　　取出电源腹部的电路板。

　　下面继续查看腹部电路板的核心元器件。

　　元器件9：

　　型号：CM1033

　　CM1033系列来自创芯微，是一款专用于 3 串锂/铁电池或聚合物电池包的保护芯片，内置有高精度电压检测电路和电流检测电路，通过检测每节电池的电压、充放电电流等信息，实现电池过充电、过放电、放电过电流、短路、充电过电流等保护功能。

　　◼功能特点：

　　1) 高精度电池电压检测功能;

　　2) 三段放电过电流保护功能;

　　4) 充电器检测及负载检测功能;

　　5) 过充电，过放电，过电流保护延时内置(无需外接电容);

　　6) 电池断线保护功能;

　　7) 低电流消耗;

　　8) 无铅、无卤素。

　　◼应用领域：电动工具、扫地机器人、UPS后备电源

　　具体产品资料可参考：

　　元器件10：

　　型号：FIR13N50FG

　　此款是先进的N-Ch功率MOSFET-G，来自福斯特。

　　◼特点：

　　1) 快速开关;

　　2) 低 ON 电阻(Rdson ≤0.5 Ω);

　　3) 低栅电荷(典型数据: 85nC);

　　4) 低反向传输电容(典型数据: 100pF);

　　5)100% 单脉冲雪崩能量测试。

　　◼应用领域：适配器和充电器的电源开关电路。

　　产品资料可参考：

　　元器件11：

　　型号：DC005NG

　　同上。

　　元器件12：

　　型号：PE004TG

　　这种N沟道MOSFET采用先进的沟道技术和设计，提供了低栅电荷的优良 RDS (on) ，可用于广泛的应用领域。

　　◼特点：

　　1) VDS = 60V，ID = 130A，RDS (ON)< 3.5 mΩ@VGS = 10V;

　　2) 低栅电荷;

　　3) 绿色器件可用;

　　4) 先进的高密度沟槽技术用于超 RDS (ON);

　　5) 良好的散热封装。

　　产品资料可参考：

　　元器件13：

　　型号：TL494C

　　TL494CN/CDR是一块开关式脉冲宽度调控电路，主要用于开关式电源控制。它采用SOP16封装形式，来自泰格电子。

　　◼主要特点：

　　1)完善的脉宽调控电路;

　　2)含主动或从动振荡器;

　　3)含双误差放大器;

　　4)含 5V参考电源;

　　5)死区控制可调;

　　6)独立的输出晶体管(源流或陷流 200mA);

　　7)输出控制方式采用推挽式或单端式。

　　产品资料可参考：

　　元器件14：

　　型号：EL357N

　　此款是4PIN SOP光电晶体光电耦合器EL357NH-G系列，来自亿光电子。

　　◼特点：

　　1)无卤素;

　　2)工作温度-55℃ ~ 125℃;

　　3)紧凑型4引脚标准操作规程(2.0 mm);

　　4)符合EU REACH;

　　5)无铅和RoHS标准;

　　6) UL和cUL 批准(No. E214129);

　　7) VDE 批准(NO.132249);

　　8)SEMKO、NEMKO、DEMKO、FIMKO批准。

　　◼应用领域：DC-DC转换器、可编程控制器、通信设备、不同电位和阻抗电路之间的信号传输

　　产品资料可参考：

　　元器件15：

　　型号：ES3J

　　ES3J快速整流器，无标识。

　　元器件16：

　　型号：RS1M

　　RS1M快恢复二极管，无标识。

　　元器件17：

　　3300μF 25V 22μF 400F

　　以上两款铝电解电容也均来自宏远纳川。

　　元器件18：

　　CBB22薄膜电容，0.22μF，630V，无标识。

　　元器件19：

　　此款则是32V、30A的插件式保险丝。

　　元器件20：

　　以上也是无标器件。

　　再来看看电源底部的锂电池组。

　　以下可多角度看到3块重叠的锂电池组外观。

　　最后，来一张拆解后的“全家福”。

　　全部拆解完毕。

　　半导体器件应用网总结

　　通过拆解我们发现，该便携式储能电源产品采用了锂电池保护IC、整流器、多类型的功率MOSFET以及多款铝电解电容和保险丝等元器件，综合体现了储能电源的应用与管理。

　　其中，创芯微的3串可充电的锂电池保护智能IC，支持AC/USB/车充借口输出，可实现过压、过载、过温、短路、过放和智能风冷等多重安全保护。多类型功率MOSFET、电压调节器和开关式电源控制的应用与设计使产品能够感应温度，当正常温度时不启动节省用电，而温度升高时主动开启散热。可能出于成本考虑或方案保密，两块电路板上多处使用无标识器件。

　　该便携式储能电源产品拥有AC/USB-A/USB-C等多种输出接口，输出功率高达250W，且内置逆变器，兼容直流、交流电使用，满足小型车载冰箱、小型电饭煲、笔记本电脑、智能手机、学习台灯、小型风扇等多种设备用电需求，是一款多功能的移动小电站。

　　另外，该便携式储能电源产品还自带LED照明灯，支持照明灯和SOS闪灯警示，对于户外露营用电、夜读照明学习、摆夜摊用电等场景也非常适用。

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