【導(dǎo)讀】在生活中，我們常常需要用到移動電源，但是不幸的是，市場上大多數(shù)移動電源質(zhì)量較差，虛標(biāo)嚴(yán)重，有的還存在安全隱患，因此，自己制作一個高品質(zhì)、高效率、不虛標(biāo)而又安全的移動電源成為當(dāng)務(wù)之急。本文就教大家如何自己DIY高品質(zhì)的移動電源，同時分享了一些自己在制作過程中的諸多小常識，見者有份哦！
目前淘寶等網(wǎng)站上有大量移動電源的DIY套件，通過這些套件，我們可以很方便的制作一個移動電源，但是，這些移動電源的套件同樣質(zhì)量低劣，電池虛標(biāo)，沒有什么實質(zhì)性的改善，要真正得到一個優(yōu)質(zhì)的移動電源，我們需要從頭開始設(shè)計，自己制板、焊接、安裝。當(dāng)然，如果你嫌麻煩的話，那么我還是建議你去買淘寶的套件，不用再繼續(xù)看本文了。
言歸正傳，要從最基本的步驟開始，我們就必須知道移動電源的基本原理。最簡單的移動電源只有3個部分：充電、保護(hù)、輸出。充電部分負(fù)責(zé)將充電器的電壓轉(zhuǎn)換成電池可以接受的電壓；保護(hù)部分用于防止電池的過充、過放、過流及短路等；輸出部分負(fù)責(zé)將電池的電壓轉(zhuǎn)換成受電設(shè)備（主要是手機、平板等）可以接受的電壓。
在開始設(shè)計之前，我們要大致進(jìn)行一個規(guī)劃：我們需要一個多大容量的移動電源，這么大容量的移動電源有多重，還有需要多少個輸出，每個輸出最大需要多少電流等等。首先，我們要選擇電池。常見的可充電電池有鎳氫、鎳鎘、鉛酸、鋰離子、聚合物鋰電池等，目前，鎳氫和鎳鎘已基本淘汰，鉛酸電池電壓太高且重，不適合移動電源，鋰離子和聚合物鋰電池是常見的選擇。目前，我們買到的商品移動電源一般使用的是鋰離子電池，也就是我們常說的18650電池。這種電池非常便宜，而且方便量產(chǎn)，但是其質(zhì)量和壽命較差。
我們的目的是要一個高品質(zhì)的移動電源，所以當(dāng)然不能用這種電池，那么就只剩下一種了：聚合物鋰電池。這種電池也是我們手機中常常使用的電池，相比于鋰離子電池，它的容量、壽命、輸出功率和安全性都較高，我們在選擇電池的時候一定要選擇這種電池。目前，聚合物電池的正極材料有很多種，其中比較好的一種是叫鋰鎳鈷錳（又叫三元）的材料，容量可以根據(jù)自己的需要選擇。在選擇電池的時候，我們還要注意一點，就是電池的最大持續(xù)放電電流，一般用C來做單位，對于一個1000mAH的電池來說，1C就表示這個電池的最大放電電流是1000mA。我們要確保所選的電池的最大持續(xù)放電電流大于我們需要的輸出電流的2倍（要有一定裕度），建議選擇動力電池（就是電動車、汽車上面用的那種），不但輸出電流大，而且內(nèi)阻小，效率更高。
選擇了電池之后，我們就需要設(shè)計保護(hù)電路了。一般的移動電源都有不止一塊電池，這些電池一般都是并聯(lián)的，容量和最大輸出電流等于所有電池之和，電壓不變。當(dāng)然，串聯(lián)也是可以的，但是要用不同的方案。本文下面所說的都是電池并聯(lián)的方案。對于并聯(lián)的電池，本質(zhì)上和單節(jié)電池沒有差別，無非是容量和輸出電流大了一些，所以我們?nèi)匀皇鞘褂脝喂?jié)電池的方案。保護(hù)電路，必須要使用成熟的方案，推薦使用DW01+FS8205A的方案，其電路圖如下：
圖中的BAT和BAT-分別接電池的正極和負(fù)極，GND是電路的地。當(dāng)短路等情況發(fā)生時，DW01會關(guān)閉MOS管，將電池負(fù)極和地斷開。注意，正常情況下，圖中的R5應(yīng)該接在CS腳和地之間，這里考慮到輸出電流較大，可能觸發(fā)過流保護(hù)，所以接在了D12上，這個引腳是2個MOS管之間，所以保護(hù)電流增加了一倍。
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設(shè)計完保護(hù)電路，就該設(shè)計充電電路了。由于充電時并不需要特別在意電路的轉(zhuǎn)換效率，所以我們可以使用一些低成本、高可靠性的方案，如TP4056。電路圖如下：
充電器的5V電壓經(jīng)過一個SS34肖特基二極管再輸入到芯片的電源引腳，這樣可以分擔(dān)一部分芯片的熱量，變相加快充電速度。通過更改電阻R1的大小可以更改充電速度，具體請查看芯片手冊，這里的電阻對應(yīng)的充電電流是1A。紅燈D2和綠燈D3分別用于指示正在充電和充電完成。BAT直接連接到電池正極。該芯片是線性充電芯片，其原理是將多余的電能轉(zhuǎn)換為熱能耗散掉，所以充電過程中會產(chǎn)生大量的熱量，建議安裝的時候加裝一個散熱片，防止因過熱保護(hù)而降低充電速度。
最后就是核心部分：輸出電路。它是一個BOOST結(jié)構(gòu)的DC-DC升壓電路，該電路的方案很多，作為一個移動電源，最主要考慮的因素是效率，因此最好采用同步升壓芯片（同步升壓資料較多，請自行百度，本文不做介紹）。這里推薦使用TI的TPS61032，集成了MOS管和反饋，電路簡單可靠，可以達(dá)到最大3A的輸出，且1A負(fù)載時效率可達(dá)92%（一般我們買到的移動電源效率在80%左右）。詳細(xì)電路如下圖所示：
電路的左半邊是升壓部分，其中，R40和D20構(gòu)成負(fù)載指示電路（負(fù)載越大，燈越亮），R9和R10用于設(shè)定低壓警告門限，這里是3V（LBI引腳電壓為0.5V時對應(yīng)的電池電壓），當(dāng)電池電壓低于該值時，LBO引腳接地，點亮D9。電路的右半邊是識別電阻，如果要為蘋果設(shè)備充電，則R16和R17一般不接任何器件，成開路，R12-R15按圖中標(biāo)示的電阻連接，那么蘋果設(shè)備將把該輸出口當(dāng)成ipad充電器的輸出口；如果要給其他手機充電，可以按對應(yīng)的識別電阻電路進(jìn)行修改(具體手機的識別電阻請百度，已知三星部分機型和蘋果的識別電阻不兼容)。經(jīng)實測，ipad的識別電阻可以用于絕大多數(shù)的手機和平板。
電路設(shè)計完了，接下來就是畫PCB板和焊接了。這兩步推薦有相關(guān)知識的人做，因為電路板的設(shè)計和焊接需要一定的經(jīng)驗和技術(shù)，本文就不過多介紹了。非相關(guān)專業(yè)人士可以淘寶購買上述三個模塊（輸出部分一定要加上“TPS61032”才能確保是該芯片）和電池，進(jìn)行簡單的焊接和安裝，就可以完成一個移動電源了。
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下面說下人們對移動電源的幾個誤區(qū)，如果你打算制作或購買移動電源，請務(wù)必注意：
1、18650電池壽命長。前面已經(jīng)說過，18650是鋰離子電池，主要是用于手電筒等產(chǎn)品上的，他的使用壽命（以完全充放電次數(shù)計）不如聚合物鋰電池。
2、我們經(jīng)常在某寶上看到什么什么20000毫安時移動電源僅69或僅89等信息，其實都是扯淡的。一般移動電源都是使用的18650電池，該電池長65毫米，直徑18毫米，其標(biāo)稱容量一般來說國產(chǎn)的2000毫安時，進(jìn)口的最大不超過3000毫安時，價格上國產(chǎn)的15一節(jié)，大家可以直接根據(jù)移動電源的大小估算一下用了幾塊電池，容量和價格是多少。我拆過很多標(biāo)稱20000毫安時的移動電源，里面就是6節(jié)18650電池，算上國產(chǎn)電池本身的虛標(biāo)，實際容量也就12000毫安時左右，成本光電池就要90，加上電路和其他成本也快100了，就算量產(chǎn)成本低，考慮到商家的利潤，價格也不會低到69、89。那么賣這么低的價格就只有一種可能：用的舊電池或很差的電池……
3、1A的手機要用1A的充電口充電，否則會充爆。這是我見過的最搞笑的結(jié)論了，不知道是哪位大神得出的。無論我們用什么給手機充電，手機在本質(zhì)上就相當(dāng)于一個電阻，或者是一個可變電阻，只要你的電壓是一定的，電流就是一定的。比如你的手機配的充電器是5V1A的，那么你的手機在充電的時候就相當(dāng)于一個5歐的電阻，只要充電電壓是5V，充電電流就是1A，跟輸出電路的額定電流沒有任何關(guān)系，這個額定電流只是這個輸出電路的最大輸出電流！也就是說，我們可以用輸出電流為2A的充電器給1A的手機充電，這個時候，實際的電流只有1A；我們也可以用1A的充電器給2A的手機充電，這個時候，雖然手機相當(dāng)于一個2.5歐的電阻，但是由于輸出電路的最大電流只有1A，所以電路中的實際電流仍然為1A，注意，這種情況下的輸出電壓會小于5V。現(xiàn)在市場上很多移動電源都做了2個口，一個1A，一個2.1A，其實都是欺騙消費者的，我拆過很多這種移動電源，里面的電路完全一樣，沒有任何差別。還有一些移動電源說什么自適應(yīng)（更有甚者說什么智能識別）輸出，都是扯淡的，跟一般電路沒有差別，普通的輸出本來就具有這種“自適應(yīng)”的特點。
4、智能檢測、智能運算什么的……這些都是欺騙消費者的。一個移動電源需要4核芯片么？數(shù)顯的那種一個幾毛錢的單片機就搞定了。自動匹配充電電流？搞笑吧，充電電流本來就是自適應(yīng)的。智能識別充電設(shè)備？要通過USB設(shè)別充電設(shè)別要加USB芯片的，那可不便宜，也沒有必要，你覺得有那個廠家會加這個芯片嗎？自動學(xué)習(xí)電量電流檢測？不就是2個AD嗎，而且10位的AD足夠，一般幾毛錢的單片機都會集成這玩意，加個屏幕就是所謂的“智能數(shù)顯”了。
5、快速充電技術(shù)。這個也比較扯，要想充1分鐘用10分鐘，那你充電的速度必須是用電速度的10倍，假如用電設(shè)備是1A的，那么充電電流就要是10A，現(xiàn)在手機平板的充電器撐死也不會超過3A，快速充電一說從何而來？
6、智能鎖電技術(shù)。這個技術(shù)就是你不同的時候就進(jìn)入休眠模式，實際上沒什么用。普通的移動電源，充電芯片在沒有輸入的時候就是休眠模式，輸出芯片在空載的時候功耗也是很小的，根本不需要再加個單片機控制。很多說什么智能技術(shù)的，實際上里面什么都沒有。
7、移動電源邊充邊用會損壞電池。根本沒這回事。通過前面的介紹大家應(yīng)該知道，在充電的時候，充電電路將輸入的能量存入電池中；輸出的時候，輸出電路將電池中的能量傳輸給用電器。如果邊充邊用，當(dāng)充電速度大于用電速度時，，多余的電能就儲存在電池中，當(dāng)充電速度小于用電速度時，不夠的電就從電池里面取。打個比方，一個水池，有一個注水口和一個放水口，注水口就相當(dāng)于充電電路，放水口就相當(dāng)于輸出電路，水池里面的水就相當(dāng)于電池中儲存的電量，你說能不能同時注水和放水呢？
8、軟件控制比硬件控制好。不知道什么時候開始，某寶上有買軟件實現(xiàn)的移動電源，其實說白了就是把原來DC-DC的反饋和PWM波調(diào)制的部分用單片機的軟件來實現(xiàn)了，這樣可以同時做數(shù)顯等“高端”功能，為了宣傳，商家就說軟件控制臂硬件好。稍微有點電腦常識的人都知道視頻的軟件解碼速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上硬件解碼速度的，硬件電路里面可能一個周期就調(diào)控好的東西，軟件要幾個甚至幾十個周期才能調(diào)整，因此，軟件的性能和穩(wěn)定性都是不如硬件的，千萬不要被JS給忽悠了。
…………移動電源的誤區(qū)還有很多，篇幅所限，就不一一敘述了，總之一點，不要被JS的花言巧語所忽悠，自己分析一下某個功能有沒有必要，實現(xiàn)起來成本多少，往往就能得出結(jié)論。
水平有限，本文難免有疏漏之處，望高手批評指正，如果對移動電源的制作方法或相關(guān)內(nèi)容有疑問或更好的方案，歡迎各位一起討論移動電源相關(guān)內(nèi)容。
