[干货]自制充电宝最简单的电路设计总结

自制充电宝最简单的电路设计（1）

随着产品的不断增长，对移动电源的需求持续增长. 为了满足消费者的需求，轻薄，紧凑，快速充电，高转换效率和高安全性也成为消费者购买移动电源时的主要考虑因素，许多公司已经推出了移动电源解决方案. 这里我们以培恒半导体公司开发的AIC6511和AIC3420为设计实例，为读者提供参考.

一个完整的移动电源电路包括电池充电管理IC，升压转换器IC和MCU，每个部分都会影响移动电源的整体性能，因此选择合适的IC非常重要. 图4显示了本文要介绍的移动电源电路，该电路主要由AIC6511锂离子电池充电转换器，AIC3420升压转换器和MCU组成. 建议的移动电源电路将在下面详细说明.

锂离子电池充电转换器

锂离子电池是目前使用最广泛的可充电电池. 单个锂电池可用于低功率产品，或多个锂电池可串联连接以获得更高的电压和容量. 例如，移动电源为并联连接多个锂电池以获得高容量. 锂电池具有能量密度高，自放电率低，无记忆效应，寿命长，重量轻的优点. 它们非常适合用作产品的电源.

锂电池充电IC分为两种: 线性和开关. 线性充电IC的成本低，IC引脚的数量少，并且只需要几个无源元件. 然而，线性充电IC具有大的功率损耗. 如果设计不好，通常会导致IC温度过高. 另外，大多数移动电源使用散热不良的塑料外壳，这会阻止线性充电IC提供较大的充电电流. 线性充电IC通常更适合于低容量锂离子电池应用. 如果要在短时间内对电池充满电，则必须增加充电电流，这时您可以考虑使用开关充电IC了. 开关充电IC使用开关的高频开关来实现能量传输，提供大充电电流，并且转换效率高而又不会过热，适用于大容量电池充电应用.

在充电过程中，当电池电压升至4.2V时，应立即停止充电，以免电池过度充电的危险. 电池放电后，如果电池电压降至2.5V以下，则应立即停止放电. 为了避免电池过放电并减少电池寿命. 此外，在锂电池的应用中，将添加短路保护电路，以防止锂电池由于短路而发生危险.

锂电池对充电有很高的要求，并需要精确的充电电路以确保充电的安全性. 特别是，端接电压的精度要求在额定值的±0.5％之内. 当前，三阶段充电方法最常用于锂电池充电，即预充电模式（TrickleChargeMode），恒定电流充电模式（ConstantCurrentChargeMode）和恒定电压充电模式（ConstantVoltageChargeMode）. 充电IC将在充电之前检测电池的状态. 如果电池电压大于3V，则将以恒定电流充电模式进行充电；如果电池电压低于3V，它将处于预充电模式（约为恒流充电模式充电电流的10％）充电，当其接近终止电压时，将变为恒压模式充电. 此时，电池电压几乎不变，但充电电流将继续下降. 当充电电流下降到某个值（在恒流充电模式下约为充电电流的10％）时，将关闭充电电流以完成充电. 图5显示了采用三阶段充电方法的锂电池的充电特性曲线.

自制充电宝的最简单电路设计（2）

有一块废旧笔记本电池. 我计划用它来制作移动充电宝. 使用万用表拆卸笔记本电脑电池后，发现其中两个电池的电压为0V. 估计笔记本电脑的电池之前不会花费很多时间，原因在这里，因此将两块电压为0V的电池扔掉了. 产生的如下图所示. 通过原理图左侧的USB插座，输入5V DC为电池组充电. 充满后，您可以随身携带它，并通过从3.7V升至5V的升压模块输出5V DC，为手机和其他设备充电.

材料: 1个具有3.7V升压至5V电压的DC-DC升压模块，1个开关，1个USB插座母插座和几根电线.

生产过程也相对简单. 按照进行焊接连接，然后用热熔胶将电池组，升压模块，开关自制充电宝最简电路图，USB母座固定，然后可以将其固定在笔记本电脑的原装电池盒中. 完成了.

自制充电宝的最简单电路设计（3）

购买的电路板将显示+（正极）-（负极）以连接两根电线. 如图所示；

电池选择；最好使用锂电池，电压最好为3.7V，电池与电池之间的电压应相等.

仅将其正极和负极并联. 记住要并行连接它们.

自制充电宝的简单电路设计（四）

手机充电器电源转换电路的分析

分析电源通常从输入开始. 220V AC输入，一端为4007半波整流器，另一端为10 ohm电阻，并由10uF电容器滤波. 该10欧姆电阻器用于保护. 如果稍后发生导致过电流的故障，则该电阻将被烧毁，以避免引起更大的故障. 右侧的4007、4700pF电容器和82KΩ电阻构成高压吸收电路. 当开关管13003断开时，它负责吸收线圈上的感应电压，从而防止高压施加到开关管13003上并引起击穿. 13003是一个开关管（全名应为MJE13003），耐压400V，集电极最大电流1.5A，最大集电极功耗14W，用于控制初级绕组和电源之间的接通和断开. 当初级绕组连续导通和断开时，在开关变压器中将形成变化的磁场，从而在次级绕组中产生感应电压. 由于在图中未标记绕组的同名末端，因此无法看出它是正向类型还是反激类型.

但是，从该电路的结构来看，可以推测电源应反激. 左端的510KΩ是启动电阻，为开关提供启动基准电流. 低于13003的10Ω电阻是电流采样电阻. 采样后电流变为电压（其值为10 * I）. 该电压在二极管4148之后添加到晶体管C945的基极. 当采样电压大于1.4V时，即开关电流大于0.14A时，晶体管C945导通，从而拉低基极开关13003的电压（钳位），从而减小集电极电流，从而限制了开关电流，以防止电流耗尽过多（实际上，这是恒定电流结构，限制了开关的最大电流至约140mA）.

在变压器左下方的绕组（采样绕组）的感应电压由整流二极管4148整流，并由22uF电容器滤波以形成采样电压. 为了便于分析，我们将晶体管C945的发射极接地. 然后采样电压为负（约-4V），并且输出电压越高，采样电压就越负. 采样电压通过6.2V稳压二极管后，将其添加到开关管13003的基极. 如前所述，当输出电压较高时，采样电压将变得更负. 当负电压达到一定水平时，6.2V稳压二极管将击穿，这将降低开关13003的基极电位自制充电宝最简电路图，这将导致开关断开或延迟导通，从而控制能量输入到变压器中，同时控制输出电压的上升并实现稳压输出的功能.

串联的下部1KΩ电阻和2700pF电容器为正反馈分支. 感应电压取自采样绕组，并加到开关的基极，以保持振荡. 右边的次级绕组没有什么多说的，它由二极管RF93整流，在过滤了220uF电容器后输出6V的电压. 没找到二极管RF93的数据，估计是快速恢复管，例如肖特基二极管等，因为开关电源的工作频率较高，所以需要二极管的工作频率. 在这里，您可以改用常见的1N5816、1N5817和其他肖特基二极管.

自制充电宝（五）最简单的电路设计

当USB_IN接通电源时，PA6从低电平变为高电平，并使用外部中断唤醒MCU进入充电状态.

输入/输出电压检测

充电模式该检测电路可以检测外部电压. 当外部电压高于5.5V时，硬件将强制关闭PWM输出，并产生中断进行处理. 另外，由于输入电压源可以是通用计算机上的USB端口，也可以是墙上变压器的5V输出端口，因此两个电源的最大电流供应能力是不同的. 通过检测充电过程中的输入电压降可以知道输入电源的电流供应极限，然后充电电流是固定的，不再增加.

当移动电源向外部负载放电时，检测电路监视放电电压. 如上图所示，OVP连接到单片机内部的ADC，可以通过对电压值进行采样来控制PWM来控制PWM电压. 当输出端子承受重负载（例如输出5V / 1.5A）时，如果突然拔出负载，此时输出电压将突然升高. 通过软件对PWM的调整，这种上升的速度将变慢，因此可以通过此时间. OVP机制被硬件强制关闭PWM输出并生成中断以进行处理.

由于大多数手机检测到移动电源的输出电压高于5V，因此将激活手机的充电模式，因此可以将输出电压设置为5.15V，以防止启动电源失败. 手机充电线损坏严重导致充电模式出现这种情况.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/shumachanpin/article-215366-1.html