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  • 热度 29
    2015-2-5 19:55
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        在生活中,我们常常需要用到移动电源,但是不幸的是,市场上大多数移动电源质量较差,虚标严重,有的还存在安全隐患,因此,自己制作一个高品质、高效率、不虚标而又安全的移动电源成为当务之急。     目前淘宝等网站上有大量移动电源的DIY套件,通过这些套件,我们可以很方便的制作一个移动电源,但是,这些移动电源的套件同样质量低劣,电池虚标,没有什么实质性的改善,要真正得到一个优质的移动电源,我们需要从头开始设计,自己制板、焊接、安装。当然,如果你嫌麻烦的话,那么我还是建议你去买淘宝的套件,不用再继续看本文了。     言归正传,要从最基本的步骤开始,我们就必须知道移动电源的基本原理。最简单的移动电源只有3个部分:充电、保护、输出。充电部分负责将充电器的电压转换成电池可以接受的电压;保护部分用于防止电池的过充、过放、过流及短路等;输出部分负责将电池的电压转换成受电设备(主要是手机、平板等)可以接受的电压。     在开始设计之前,我们要大致进行一个规划:我们需要一个多大容量的移动电源,这么大容量的移动电源有多重,还有需要多少个输出,每个输出最大需要多少电流等等。首先,我们要选择电池。常见的可充电电池有镍氢、镍镉、铅酸、锂离子、聚合物锂电池等,目前,镍氢和镍镉已基本淘汰,铅酸电池电压太高且重,不适合移动电源,锂离子和聚合物锂电池是常见的选择。目前,我们买到的商品移动电源一般使用的是锂离子电池,也就是我们常说的18650电池。这种电池非常便宜,而且方便量产,但是其质量和寿命较差。我们的目的是要一个高品质的移动电源,所以当然不能用这种电池,那么就只剩下一种了:聚合物锂电池。这种电池也是我们手机中常常使用的电池,相比于锂离子电池,它的容量、寿命、输出功率和安全性都较高,我们在选择电池的时候一定要选择这种电池。目前,聚合物电池的正极材料有很多种,其中比较好的一种是叫锂镍钴锰(又叫三元)的材料,容量可以根据自己的需要选择。在选择电池的时候,我们还要注意一点,就是电池的最大持续放电电流,一般用C来做单位,对于一个1000mAH的电池来说,1C就表示这个电池的最大放电电流是1000mA。我们要确保所选的电池的最大持续放电电流大于我们需要的输出电流的2倍(要有一定裕度),建议选择动力电池(就是电动车、汽车上面用的那种),不但输出电流大,而且内阻小,效率更高。     选择了电池之后,我们就需要设计保护电路了。一般的移动电源都有不止一块电池,这些电池一般都是并联的,容量和最大输出电流等于所有电池之和,电压不变。当然,串联也是可以的,但是要用不同的方案。本文下面所说的都是电池并联的方案。对于并联的电池,本质上和单节电池没有差别,无非是容量和输出电流大了一些,所以我们仍然是使用单节电池的方案。保护电路,必须要使用成熟的方案,推荐使用DW01+FS8205A的方案,其电路图如下:     图中的BAT和BAT-分别接电池的正极和负极,GND是电路的地。当短路等情况发生时,DW01会关闭MOS管,将电池负极和地断开。注意,正常情况下,图中的R5应该接在CS脚和地之间,这里考虑到输出电流较大,可能触发过流保护,所以接在了D12上,这个引脚是2个MOS管之间,所以保护电流增加了一倍。     设计完保护电路,就该设计充电电路了。由于充电时并不需要特别在意电路的转换效率,所以我们可以使用一些低成本、高可靠性的方案,如TP4056。电路图如下:     充电器的5V电压经过一个SS34肖特基二极管再输入到芯片的电源引脚,这样可以分担一部分芯片的热量,变相加快充电速度。通过更改电阻R1的大小可以更改充电速度,具体请查看芯片手册,这里的电阻对应的充电电流是1A。红灯D2和绿灯D3分别用于指示正在充电和充电完成。BAT直接连接到电池正极。该芯片是线性充电芯片,其原理是将多余的电能转换为热能耗散掉,所以充电过程中会产生大量的热量,建议安装的时候加装一个散热片,防止因过热保护而降低充电速度。     最后就是核心部分:输出电路。它是一个BOOST结构的DC-DC升压电路,该电路的方案很多,作为一个移动电源,最主要考虑的因素是效率,因此最好采用同步升压芯片(同步升压资料较多,请自行百度,本文不做介绍)。这里推荐使用TI的TPS61032,集成了MOS管和反馈,电路简单可靠,可以达到最大3A的输出,且1A负载时效率可达92%(一般我们买到的移动电源效率在80%左右)。详细电路如下图所示:     电路的左半边是升压部分,其中,R40和D20构成负载指示电路(负载越大,灯越亮),R9和R10用于设定低压警告门限,这里是3V(LBI引脚电压为0.5V时对应的电池电压),当电池电压低于该值时,LBO引脚接地,点亮D9。电路的右半边是识别电阻,如果要为苹果设备充电,则R16和R17一般不接任何器件,成开路,R12-R15按图中标示的电阻连接,那么苹果设备将把该输出口当成ipad充电器的输出口;如果要给其他手机充电,可以按对应的识别电阻电路进行修改(具体手机的识别电阻请百度,已知三星部分机型和苹果的识别电阻不兼容)。经实测,ipad的识别电阻可以用于绝大多数的手机和平板。     电路设计完了,接下来就是画PCB板和焊接了。这两步推荐有相关知识的人做,因为电路板的设计和焊接需要一定的经验和技术,本文就不过多介绍了。非相关专业人士可以淘宝购买上述三个模块(输出部分一定要加上“TPS61032”才能确保是该芯片)和电池,进行简单的焊接和安装,就可以完成一个移动电源了。       下面说下人们对移动电源的几个误区,如果你打算制作或购买移动电源,请务必注意: 1、18650电池使用最多,所以这种电池寿命长、质量好。前面已经说过,18650是锂离子电池,主要是用于手电筒等产品上的,他的使用寿命(以完全充放电次数计)不如聚合物锂电池,性能也是比不上锂电池的,之所以使用得多是因为它便宜。 2、我们经常在某宝上看到什么什么20000毫安时移动电源仅69或仅89等信息,其实都是扯淡的。一般移动电源都是使用的18650电池,该电池长65毫米,直径18毫米,其标称容量一般来说国产的2000毫安时,进口的最大不超过3000毫安时,价格上国产的15一节,大家可以直接根据移动电源的大小估算一下用了几块电池,容量和价格是多少。我拆过很多标称20000毫安时的移动电源,里面就是6节18650电池,算上国产电池本身的虚标,实际容量也就12000毫安时左右,成本光电池就要90,加上电路和其他成本也快100了,就算量产成本低,考虑到商家一般有50%左右的利润,价格也不会低到69、89。那么卖这么低的价格就只有一种可能:用的旧电池或很差的电池……我见过标称20000毫安时的移动电源用1A的充电器从没电开始充,6小时就充满了…… 3、1A的手机要用1A的充电口充电,否则会充爆。这是我见过的最搞笑的结论了,不知道是哪位大神得出的。无论我们用什么给手机充电,手机在本质上就相当于一个电阻,或者是一个可变电阻,只要你的电压是一定的,电流就是一定的。比如你的手机配的充电器是5V1A的,那么你的手机在充电的时候就相当于一个5欧的电阻,只要充电电压是5V,充电电流就是1A,跟输出电路的额定电流没有任何关系,这个额定电流只是这个输出电路的最大输出电流!也就是说,我们可以用输出电流为2A的充电器给1A的手机充电,这个时候,实际的电流只有1A;我们也可以用1A的充电器给2A的手机充电,这个时候,虽然手机相当于一个2.5欧的电阻,但是由于输出电路的最大电流只有1A,所以电路中的实际电流仍然为1A,注意,这种情况下的输出电压会小于5V。现在市场上很多移动电源都做了2个口,一个1A,一个2.1A,其实都是欺骗消费者的,我拆过很多这种移动电源,里面的电路完全一样,没有任何差别。还有一些移动电源说什么自适应(更有甚者说什么智能识别)输出,都是扯淡的,跟一般电路没有差别,普通的输出本来就具有这种“自适应”的特点。 4、智能检测、智能运算什么的……这些都是欺骗消费者的。一个移动电源需要4核芯片么?数显的那种一个几毛钱的单片机就搞定了。自动匹配充电电流?搞笑吧,充电电流本来就是自适应的。智能识别充电设备?要通过USB识别充电设备要加USB芯片的,那可不便宜,也没有必要,你觉得有那个厂家会加这个芯片吗?自动学习电量电流检测?不就是2个AD吗,而且10位的AD足够,一般几毛钱的单片机都会集成这玩意,加个屏幕就是所谓的“智能数显”了。 5、快速充电技术。这个也比较扯,要想充1分钟用10分钟,那你充电的速度必须是用电速度的10倍,假如用电设备是1A的,那么充电电流就要是10A,现在手机平板的充电器撑死也不会超过3A,快速充电一说从何而来? 6、智能锁电技术。这个技术就是你不用的时候就进入休眠模式,实际上没什么用。普通的移动电源,充电芯片在没有输入的时候就是休眠模式,输出芯片在空载的时候功耗也是很小的,根本不需要再加个单片机控制。很多说什么智能技术的,实际上里面什么都没有。 7、移动电源边充边用会损坏电池。根本没这回事。通过前面的介绍大家应该知道,在充电的时候,充电电路将输入的能量存入电池中;输出的时候,输出电路将电池中的能量传输给用电器。如果边充边用,当充电速度大于用电速度时,,多余的电能就储存在电池中,当充电速度小于用电速度时,不够的电就从电池里面取。打个比方,一个水池,有一个注水口和一个放水口,注水口就相当于充电电路,放水口就相当于输出电路,水池里面的水就相当于电池中储存的电量,你说能不能同时注水和放水呢? 8、软件控制比硬件控制好。不知道什么时候开始,某宝上有卖软件实现的移动电源,其实说白了就是把原来DC-DC的反馈和PWM波调制的部分用单片机的软件来实现了,这样可以同时做数显等“高端”功能,为了宣传,商家就说软件控制比硬件好。稍微有点电脑常识的人都知道视频的软件解码速度是远远比不上硬件解码速度的,硬件电路里面可能一个周期就调控好的东西,软件要几个甚至几十个周期才能调整,因此,软件的性能和稳定性都是不如硬件的,千万不要被JS给忽悠了。     …………移动电源的误区还有很多,篇幅所限,就不一一叙述了,总之一点,不要被JS的花言巧语所忽悠,自己分析一下某个功能有没有必要,实现起来成本多少,往往就能得出结论。     由于本人水平有限,本文难免有疏漏之处,望高手批评指正,如果对移动电源的制作方法或相关内容有疑问或更好的方案,请加本人QQ:409337874,注明:移动电源。欢迎各位与我一起讨论移动电源相关内容。
  • 热度 6
    2013-7-8 13:44
    1228 次阅读|
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    虽然模拟与混合信号器件在本质上与数字器件有着很大的不同,但两者的趋势是一致的,都在向更高的速度和性能方向发展。其主要推动力是人们对更高的精度、线性度以及更小失真度的追求。同时,市场也在寻求功耗更低且封装更小的产品。相较于分立器件,集成器件在尺寸、功耗、性能和设计便利性、可靠性、安全性以及成本方面都有优势,这类器件在工业、无线通信、消费电子、医疗、能源、金融、汽车和通信基础架构等市场中的应用越来越广泛。 ADI 高度集成的数字 X 射线模拟前端 (AFE)ADAS1256 ,在多种功耗模式选项下都具有极佳的噪声性能以及极高的图像质量。这款 256 通道的 ADAS1256 数字 X 射线 AFE 是业界首款单芯片解决方案,通过集成低噪声可编程电荷放大器、相关双采样电路和 16 位模数转换器 (ADC) ,可提供完整的电荷至数字转换信号链。在 2 微微库仑满量程时, 560 个电子的等效电荷具有低噪声系数,因此 ADAS1256 可提供高分辨率的数字 X 射线图像,同时降低病患所受 X 射线的照射量。 ADAS1256 具有每通道 1 mW~3 mW 的多功能功耗模式,允许制造商使用多种数字 X 射线成像手段,包括便携式放射和乳房 X 线照相术以及高速透视和心脏成像。 Maxim Integrated 的业内首款完全集成的 RTD 数字转换器,单芯片可替代多个分立元件,将系统成本降低 50% 。 MAX31865 能够简便、准确地测量温度 —— 这一工业领域最常见的物理量,是测量和过程控制的理想选择。 MAX31865 能够简单轻松地处理工业设计中常见的铂 RTD ( 如 Pt100 或 Pt1000) 电阻数字转换问题,提供 ±50V 输入过压保护,检测传感器和电缆故障。此外,器件无需传统设计中 3 线传感器连接所需的精密匹配电流源,大大简化了电阻测量。内置过压保护 (OVP) 省去了外部保护电路,从而有效降低成本、减小电路板空间、延长设备正常运行时间。 Freescale 的 MC33813 是一个单缸摩托车和其他小型发动机控制应用的引擎控制模拟芯片。它包括五个集成的低侧驱动器,两个预驱动器,可变磁阻传感器( VRS )输入电路,电压预稳压器(可以使用外部晶体管),两个 5.0 伏的内部稳压器(一个用于给微控制器单元供电( VCC 电源), 另一个用作受保护的传感器电源)。还包括 MCU 复位控制电路,看门狗, ISO 9141 K 线诊断通信接口和串行外设接口( SPI )。其中五个底边驱动用来驱动一个喷油嘴,一个指示灯,两个继电器或其他负载,还有一个转速计。预驱动器用于驱动 IGBT 或 MOSFET ,晶体管来控制点火线圈 /HEGO 加热器。该器件采用 48 引脚裸露焊盘 LQFP-EP 。应用范围包括:割草机、小摩托车、吹雪机,以及各种发电机等。 Lantiq VDSL 芯片组系列 XWAY VRX300 具有高集成度和高性能。基于该全新芯片组设计的网关能达到 200 Mbits (采用两对双绞线绑定技术)和高达 150 Mbits (采用系统级串扰消除的 vectoring 技术)的数据传输速率,并同时支持一系列家庭联网功能,包括内置的 WLAN ( Wi-Fi )、千兆以太网口和 VoIP 等。新的 VDSL 芯片组为宽带设备供应商生产路由器和网关提供了灵活性,它们以比其他可用芯片组更少的元器件来支持先进的运营商服务。同一款用户端设备( CPE )的硬件设计可支持所有 ITU-T 标准的频段规划(包括 8 、 12 、 17 和 30MHz 配置文件),系统也可以针对尽可能广泛的用户端网络功能进行设计。
  • 热度 8
    2011-6-15 10:25
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    日前吉时利仪器公司宣布,推出名为《低成本、高性能源测试解决方案》在线指南,通过访问吉时利网站http://www.keithley.com/pr/090可进行免费下载。                                              图片: http://www.ggcomm.com/KEI/eguides/SMU_eguide.jpg   吉时利《低成本、高性能源测试解决方案》在线指南为大家提供使用源测试单元(SMU)过程中的多种应用笔记、教程信息,如高功率高亮度LED测试、太阳能电池特性、高电阻测定。源测试单元(SMU)兼具多种仪器的性能,包括直流电压、电流源及数字万用表(DMM),其他型号则具有脉冲发生器及测试测量性能。便利的选择器指南可帮助用户选取最适合的源测试单元(SMU)以满足他们的应用需求。同时,在线指南对吉时利源测试单元(SMU)系列产品的性能、优势进行了详尽阐释,形式包括数据手册、应用笔记、应用摘要及在线展示: 2651A型高功率系统源表 ® 仪器 2600A系列系统源表仪器 2400系列源表仪器 6430型Sub-Femtoamp远程源表仪器 237型高电压源测试单元 详情请见: 访问http://www.keithley.com/pr/090免费下载《低成本、高性能源测试解决方案》,更多详情请访问 吉时利网站www.keithley.com                                                     Keithley Publishes E-Guide About High Performance Source-Measure Solutions CLEVELAND, Ohio – June 8, 2011 – Keithley Instruments, Inc., a world leader in advanced electrical test instruments and systems, has published an informative e-guide titled “Cost-effective, high performance sourcing and measurement solutions.” A free copy is downloadable upon request from Keithley at: http://www.keithley.com/pr/090. The e-guide offers a wide variety of application notes and tutorial information on using Source-Measure Units (SMU) in applications such as high power, high brightness LED test, solar cell characterization, and high resistance measurements. SMUs combine the capabilities of a number of instruments, including DC voltage and current sources and a digital multimeter (DMM). Other models add pulse generator and measurement capabilities. A convenient selector guide helps readers identify the most appropriate SMUs for their applications. The e-guide also provides a detailed overview of the features and advantages of each of Keithley’s Source-Measure Unit (SMU) families, including links to data sheets, application notes, application briefs, and online demos: Model 2651A High Power System SourceMeter ® instrument Series 2600A System SourceMeter instruments Series 2400 SourceMeter instruments Model 6430 Sub-Femtoamp Remote SourceMeter instrument Model 237 High Voltage Source-Measure Unit   For More Information To download a free copy of “Cost-effective, high performance sourcing and measurement solutions from Keithley,” visit: http://www.keithley.com/pr/090. To learn more about Keithley, contact the company at: www.keithley.com
  • 热度 6
    2011-6-15 10:21
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    日前吉时利仪器公司宣布,推出名为《低成本、高性能源测试解决方案》在线指南,通过访问吉时利网站http://www.keithley.com/pr/090可进行免费下载。 图片下载: http://www.ggcomm.com/KEI/eguides/SMU_eguide.jpg 吉时利《低成本、高性能源测试解决方案》在线指南为大家提供使用源测试单元(SMU)过程中的多种应用笔记、教程信息,如高功率高亮度LED测试、太阳能电池特性、高电阻测定。源测试单元(SMU)兼具多种仪器的性能,包括直流电压、电流源及数字万用表(DMM),其他型号则具有脉冲发生器及测试测量性能。便利的选择器指南可帮助用户选取最适合的源测试单元(SMU)以满足他们的应用需求。同时,在线指南对吉时利源测试单元(SMU)系列产品的性能、优势进行了详尽阐释,形式包括数据手册、应用笔记、应用摘要及在线展示: 2651A型高功率系统源表 ® 仪器 2600A系列系统源表仪器 2400系列源表仪器 6430型Sub-Femtoamp远程源表仪器 237型高电压源测试单元 详情请见: 访问http://www.keithley.com/pr/090免费下载《低成本、高性能源测试解决方案》,更多详情请访问 吉时利网站www.keithley.com   Keithley Publishes E-Guide About High Performance Source-Measure Solutions CLEVELAND, Ohio – June 8, 2011 – Keithley Instruments, Inc., a world leader in advanced electrical test instruments and systems, has published an informative e-guide titled “Cost-effective, high performance sourcing and measurement solutions.” A free copy is downloadable upon request from Keithley at: http://www.keithley.com/pr/090. The e-guide offers a wide variety of application notes and tutorial information on using Source-Measure Units (SMU) in applications such as high power, high brightness LED test, solar cell characterization, and high resistance measurements. SMUs combine the capabilities of a number of instruments, including DC voltage and current sources and a digital multimeter (DMM). Other models add pulse generator and measurement capabilities. A convenient selector guide helps readers identify the most appropriate SMUs for their applications. The e-guide also provides a detailed overview of the features and advantages of each of Keithley’s Source-Measure Unit (SMU) families, including links to data sheets, application notes, application briefs, and online demos: Model 2651A High Power System SourceMeter ® instrument Series 2600A System SourceMeter instruments Series 2400 SourceMeter instruments Model 6430 Sub-Femtoamp Remote SourceMeter instrument Model 237 High Voltage Source-Measure Unit   For More Information To download a free copy of “Cost-effective, high performance sourcing and measurement solutions from Keithley,” visit: http://www.keithley.com/pr/090. To learn more about Keithley, contact the company at: www.keithley.com
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