移动电源电路板就是移动电源的大脑,通过复杂的电路设计,智能高效地为整个移动电源的运作提供安全、稳定和强大保护功能。电路板要负责移动电源的实际转换效率、各种安全保护机制以及输出效果稳定与否等等,其做工和设计也直接影响着移动电源的输出品质。

在大量安全事故被媒体曝光后,移动电源的安全性能就成为人们考虑的重要因素。所以工程师们在设计移动电源产品的时候应该在保护模块花费更多心力。那具体到产品内部,它又包括哪些保护模块呢?

一、 过充保护
锂电池过充保护是用电源管理芯片去检测电压实现的,芯片内部在基准设置状态下(手机锂电池一般为3.5V)。当基准慢慢上升,当上升到VSS-VDD设 计值时,这时的电压就是保护过充关断电压,通过逻辑关系输出低或者高电平来控制外部控制电路来实现过充保护。当电压缓慢下降时设置VSS-VDD电压值来 取基准值当基准检测到在设置以下时,这是逻辑关系解除过充保护。
二、 过放保护
过放保护电压是指放电过渡时保护电池的最低电压,放电到这个电压点时,保护电路切断电路,达到保护电池的目的。根据电池寿命与放电深度的关系及电池电压 与放电率和放电深度关系,结合设备实际负荷,确定电池放电终止电压,设计电池放电防护电路。
三、短路保护
短路造成的回路电流一般在额定工作电流的10倍以上,而过电流保护需要延迟约几十毫秒,直接短路导致的数十倍额定电流在几十毫秒内也会对电池组的性能产 生影响。现有的保护方式有PPTC法,该方法是通过电流产生的热切断回路,也需要毫秒级的反应时间,同时增加了回路中的阻抗。也有专用于电池组的短路集成 芯片,此芯片应用范围窄、成本高。
四、温控保护
1.PTC介绍
PTC正温度系数热敏电阻又称 polyswitch,聚合物自复保险丝(polymer resettable fuse)聚合物自复保险丝由聚合物基体及使其导电的碳黑粒子组成。由于聚合物自复保险丝为导体,其上会有电流通过。当有过电流通过聚合物自复保险丝时, 产生的热量(为I2R)将使其膨胀。从而碳黑粒子将分开、聚合物自复保险丝的电阻将上升。这将促使聚合物自复保险丝更快的产生热、膨胀得更大,进一步使电 阻升高。当温度达到125°C时,电阻变化显着,从而使电流明显减小。此时流过聚合物自复保险丝的小电流足以使其保持在这个温度和处于高阻状态。当故障清 除后,聚合物自复保险丝收缩至原来的形状重新将碳黑粒子联结起来,从而降低电阻至具有规定的保持电流这个水平。
2.NTC介绍
NTC负温度系数热敏电阻:NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。很多高科技电子产品,在超高温、超高压及其他恶劣条件下,需要热敏电阻发挥稳定的控温、测温功能。负温度系数热敏电阻器温度计的精度可以达到0.1℃,感温时间可少至10s以下。
目前来说,电路板转换效率这方面的表现,国产好一点的基本能能够达到80%左右,台湾产、美国产的相对更高,当然这些产品在成本上,要高出不少,在国内产品上,比较少能看到。为什么有时候明明没有使用移动电源却发现掉电的情况呢?这时候就是电路的责任了,因为移动电源自耗电最主要是由电路在影响。自耗电又叫自损耗,是指移动电源在非使用状态下的自身耗电情况,移动电源的自损耗主要由电芯保护电路板以及主电路板来决定,多数移动电源的静态耗电电流非常小。自耗电指标设定的目的是为了防止电芯在移动电源存放的过程中发生过放的情况,因为锂电池过度放电会对容量和使用寿命造成影响。
像现在很多的移动电源,出现自然起火,多数就是因为保护电路做得不足。比如说电芯长期不健康充电,漏液、鼓包腐蚀移动电源电路板,内部绝缘做得不好,短路过热而没有保险断电等等。