【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、輸出。充電部分負責(zé)將充電器的電壓轉(zhuǎn)換成電池可以接受的電壓；保護部分用于防止電池的過充、過放、過流及短路等；輸出部分負責(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，所以接在了D12上，這個引腳是2個MOS管之間，所以保護電流增加了一倍。
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設(shè)計完保護電路，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，可以達到最大3A的輸出，且1A負載時效率可達92%（一般我們買到的移動電源效率在80%左右）。詳細電路如下圖所示：
電路的左半邊是升壓部分，其中，R40和D20構(gòu)成負載指示電路（負載越大，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?，F(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遠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。
