[手机周边] 史上最靓丽的移动电源——紫米大容量移动电源

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     自从移动电话出现以来,伴随这用户而来的是对于电源的焦虑:早期的移动电话,采用的是模拟系统,功耗大体积大,但那时候电池技术并没有明显的突破,刚开始使用的是镍镉充电池,由于镍镉电池具有记忆效应,后来全面被镍氢充电电池取代。这两种电池的单体电压都是1.2V,如果移动电话是7.2V的话,就需要6节电池串联,而其中只要有一节电池出问题,就会影响整个电池组,而电池组的容量,在早期仅仅600mAh,直到后期,才有1200mAh的电池出现,因此,当时的手机,如果连续通话的话,几乎2、30分钟,电量就告急了。
      这个问题终于在1992年解决了,因为SONY发明了可充电的锂电池,锂电池单体电压为3.6V或3.7V(充电限制电压为4.1V或4.2V),而在手机上广泛使用的是锂离子电池和锂聚合物电池电池。锂离子电池内部是传统电解液,所以,这种电池是有个固定外形的钢壳;锂聚合物电池电池采用聚合物电解液,就不是液体了,所以,锂聚合物电池电池的形状和体积可以根据容量或是用户需求来定制,因此,现在手机基本上都采用锂聚合物电池。但手机日益轻薄化,电池的容量成为一个瓶颈,因此,出现了移动电源。
      移动电源内部,就是由大容量的锂电池作为能源,加上充放电管理电路,升压电路组成。使用充放电管理电路很好理解,因为锂电池非常“娇气”对充电和放电有着极高的要求,过充和过放都会损坏电池。升压电路则是配合用户用电器使用的,因为现在的手机和大多数码设而言,都是使用5V电压,而锂电池电源是4.1V(4.2V),所以要使用DC/DC电路把4.2V的电压升高到5V,但这样一来,就避免不了损耗了,但我们认为,这种损耗是值得的,关键看损耗多不多了。这就是标称6000mAh的移动电源不能为3000mAh电池的手机充电两次的原因了,况且,充电时,手机内部也是要有损耗的。
      对于大容量的移动电源而言,通常采用18650型号(指的是电池的尺寸,18是电池的直径为18mm,650指的是电池的高度为650mm)的锂离子电池或是锂聚合物电池电池来做电源,如果采用18650,现在生产的这种电池,容量有2200mAh、2600mAh2900mAh等,如果要做到10000mAh,采用单节2600mAh的电芯的话,需要4节电芯并联,这就要求每一节电芯要高度一致,我们称为“配对”不然的话,就会影响整个电池组的性能。而采用锂聚合物电池电池就简单的多了,只要选择一片或是两片合适容量的电池就可以了,所以,采用锂聚合物电池的移动电源,外形普遍轻薄。

这就是由江苏紫米电子技术公司生产的紫米10000mAh容量的移动电源。
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随着消费者需求的提示,对移动电源已经不仅仅只追求质量了,特别是对于经常外出的用户,移动电源的外形、体积和容量,甚至于外观都极高的要求,这也给电源生产企业不断的压力,推出既实用用又漂亮的产品。
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鉴于市场上这类产品“山货”比较多,购买时候一定要认准防伪标记,如果买到“山货”轻则容量无法保证(使用二手电芯或是虚标)重则引起安全事故(保护电路不良),那样的话,连索赔的门都找不着。
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这款颜色靓丽的移动电源型号为PB810,内部由两片锂聚合物电芯并联提供能量。电源的外壳采用合成树脂(ABS,acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer) +聚碳酸酯(PC,polycarbonate)材质制造,具有多种颜色可选,笔者手上的是大红色,十分耀眼。
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在表面有波浪纹理,增加了握持感,手持时候不容易滑落。
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所附带的充电线是扁平线,长度适中,可以看到导线比较粗,线阻小,在充电的时候能损耗小。
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在接口方面,紫米PB810只体供了一个USB插孔,也就同时只能为一个设备提供电源,充电口是MicroUSB口,通用性很好。
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此外还有4个白光LED做电量指示灯,最右侧是按键开关,按动此开关可以查看电量或是启动、停止输出。
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每一个电源都有一个唯一的编号。
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在侧面,用激光雕刻了电源的容量,型号和各种标识。
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输入可以达到2.1A,当然,在充电的时候,是根据负载的大小会有所变化的。
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紫米PB810内部采用了TPS 2514电路,这是一片专用的USB端口充电控制器,能自动检测和监控USB数据线路上的电气特性,从而为负载提供合适的电气特征。通俗一点说,就是能检测接入充电的手机,并按手机的需求提供充电特性,也就是说吃绝大多数手机了,再也不会发生对于像苹果这样的“霸道”设备,用副厂设备充不了电的情况了。
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USB接口工艺可靠,遗憾的是这么大的容量,应该多设置一个输出口,能为两个设备同时供电就完美了。
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现在我们来看看用户普遍关心的体积问题。由于采用的是锂聚合物电池电池,相同容量下,体积和重量都有了明显改善,这是和采用4节18650锂离子电芯的10400mAh电源比较。
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输出端口、输入端口、LED和按键开关的排列是一致的。
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我们可以明显看到,对于厚度而言,还不到采用18650电芯产品的一半。
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这样的体积,装在包里是不会占用太多空间的,可以让你能量充沛地轻松出行。
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而在日常使用中,紫米电源的三围大致和一个6寸屏幕的智能手机差不多大小。
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最关键的是超薄的设计,再小的公事包,也可以轻松应对。
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接下来的这几张图片,我们可以对紫米PB810的外形有一个认识。
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现在我们来测试移动电源的性能,
首先我们利用负载电阻把剩余电量放完,直到电源紫米电源自动关闭,然后对其充电,这样可以测试充满电池所需的电量,也就是电池的容量,紫米标称是10000mAh,实际有多少呢?这里为了保证充电电流,我们采用台式稳压电源为紫米充电,整个过程调节到1.7A的充电电流,虽然紫米可以接受2A的充电电流,但应该没有几个充电能做到全过程2A充电,我们这么大用的台式电源,也只能做到全过程1.7A,但这是测试,日常中千万不要这样做,因为在充电后期,还要保持这么大的电流的话,输入电源电压就高了,有可能损坏紫米内部电路。
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最终,充满后,我们侧得的数据是10121mAh,这个容量是超过标称值的了。
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接下来我们做放电测试,使用自制的假负载,用两个5欧姆,10W耗散功率的水泥电阻制作,开关用于切换电流,可以以1A或2A放电。
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把测试仪插到紫米输出接口上,现在可以看到,空载电压是5.14V。
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我们以2A放电,由于电阻有误差,加上线损,实际上是1.86A,这个放电电流已经够大了,而电压并没有多少跌落,整个过程输出稳定在4.98V左右。
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而负载电阻上的温度已经高达164.4摄氏度了。
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紫米机身的温度,最高的地方(电路板附近)外壳只有46.3摄氏度。
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随着时间的持续,快2小时了,此时电压只降了0.01V说明输出稳定性比较高。
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最后,电源输出自动关闭,说明输出截止了,内部电池耗尽了,撤去负载电阻后,读出最终容量为6961mAh,这个也大大超出标称6000mAh的实际输出量了。
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那么有同学会问,是说10000mAh吗,还有3000mAh怎么不在了?我们上文提过,这就是升压过程中损耗掉了的。尽管如此,紫米的转换效率是非常不错的了。



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