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小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站
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小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站

2022-09-29 15:25:13 来源:半导体器件应用网 点击:1787

【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。

小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站

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。

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从正面打开包装盒,内有泡沫材料塑形稳固。

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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。

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脱离包装,全部取出。

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经过测试,取出的便携式储能电源能够正常使用。

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下图是配送的充电器,内侧产品参数清晰可见。

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下图是便携式储能电源本体及其产品参数。

小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站

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再细看该便携式储能电源使用功能的正面和背面。

小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站 小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站

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。

小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站

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。

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然后在便携式储能电源背部四个角落的螺丝依次拧开。

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用工具将背部塑料盖贴缝处撬开。

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外壳脱离后,再将里面塑料盖撬开。

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同样的动作重复在正面塑料盖的贴缝处。

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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。

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下面是松动抽离后的状态。

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再细看器件整体的顶部和底部,正面和背面的外观。

小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站  小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站

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继续将器件整体外的黑色塑料壳松动脱离。

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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。

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继续拆离头部。

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头部电路板脱离。

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细看头部电路板的正反两面。

小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站

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下面,主要看下头部电路板上使用的核心元器件。

元器件1:

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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:

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元器件2:

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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:

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元器件3:

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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:

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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:

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元器件5:

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型号:SS54

SS54肖特基二极管,无标识。

元器件6:

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型号:4407

此器件为一款贴片MOS。

元器件7:

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无标单片机,SOP-20封装。

元器件8:

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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。

小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站

松动周围的螺丝和排线接口。

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取出电源腹部的电路板。

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下面继续查看腹部电路板的核心元器件。

元器件9:

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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:

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元器件10:

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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:

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元器件11:

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型号:DC005NG

同上。

元器件12:

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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:

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元器件13:

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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:

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元器件14:

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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:

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元器件15:

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型号:ES3J

ES3J快速整流器,无标识。

元器件16:

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型号:RS1M

RS1M快恢复二极管,无标识。

元器件17:

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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:

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CBB22薄膜电容,0.22μF,630V,无标识。

元器件19:

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此款则是32V、30A的插件式保险丝。

元器件20:

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以上也是无标器件。

再来看看电源底部的锂电池组。

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以下可多角度看到3块重叠的锂电池组外观。

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最后,来一张拆解后的“全家福”。

小能人便携式储能电源拆解:多功能小电站

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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