小米的移动电源拆解分析.pdf

小米的移动电源拆解分析 鉴于目前网络上移动电源方案知识甚少，而移动电源最核心的技术恰恰就在方案，故今天特别从在移动电 源网开设移动电源方案技术，对目前市面主流品牌，畅销产品等移动电源方案一一深度剖析，与移动电源设计 师和技术迷们一起分享！我们首款产品就选目前最热门的小米 10400mAh 移动电源吧。 研究移动电源很久，各种方案满天飞，有感而发写一些东西和大家分享。这篇文章献给移动电源行业 中的设计师朋友和一些技术迷。希望借这篇文章可以引发移动电源行业对技术方案的重新思考。先从小米开刀 吧。小米移动电源自面市以来，以低廉的价格、良好的做工以及品牌效应受到市场的追捧。但在火热的表象下 却需要一些冷静的思考。这里假设大家对小米稍微有些认识，不讨论非技术性问题，如外观等。下面是小米电 源板的正反面照片： 小米移动电源优缺点全总结及改善建议 -10400mAh 先看下小米的方案： BQ24195 充放电集成芯片 小米希望减小面积， 所以选择了充放电集成的方案。 同时小米认为 TI 的芯片会带来更好的效率和可靠 性。但实际上 TI 的芯片显然不适合移动电源使用。暂不说 2.8 美金的售价。该芯片主要特征： 1、采用高压工艺； 2 、内部集成了 4 颗 MOS ，其中一颗用于路径管理，支持同时充放电，一颗用于检测充电电流，剩下 2 颗 N 管组成双 N 结构； 3 、 1.5MHz 开关频率这是为了使用小尺寸电感，因此电感 DCR 也小，在大电流输出时效率会更好； 4 、其中采用 QFN24 封装尺寸小，但外围还需要搭配很多器件。 电池充电电压精度 20mV 这个指标 很一般。优秀的指标是 2mV ； 5 、2A 充放电效率在 88% 以上， 但实际上移动电源设计中需要外加电感、 电流检测电阻、 锂电保护等， 所以整体效率在 3.3V 转 5V 时仅有 81% 。2.4A 时发热达到 100 度，达到芯片极限。优秀的芯片可以保证 3V 转 5V 在 2A 时有 90% 以上的效率，温度在 50 度以内； 6 、带 I2C 接口调节各种阈值，但精度不够。 对这样的芯片方案会发现以下几个问题： 1、 无法做输出短路保护，是个严重的问题。外部短路保护性能必然不如芯片内部保护。这是保险公 司需要考虑的问题。 2 、 无法实现电量检测，需要外部电路。总之， TI 的该款芯片不是移动电源最合适的芯片。 3 、 ABOV 单片机的选择很多，无非是速度、字长、指令集、存储空间、外部资源等的区别。移动电 源中，单片机主要做状态控制、显示、按键响应、电流电压检测、空载检测、过温保护等等。但注意的是单片 机绝对不能做电源反馈环路控制。在这点上小米有清醒的认识。但国内诸多移动电源的小公司仍然在铤而走险 为降低成本采用所谓的 MCU 多合一方案。这里只需要说明一点，但由于设计欠考虑，在早期的小米移动电源 中发生了无法检测输出空载的情况，在后面会谈到。这都是因为单片机的 ADC 实际上是无法执行微小电压检 测的，失调电压高达几毫伏。 ABOV 单片机的选择很多，无非是速度、字长、指令集、存储空间、外部资源等的区别 4 、 空载检测 10mOhm sense 电阻做放电电流采样。但这个电阻后来在 13 年 10 月底紧急又改为 100mOhm 。小米的 空载检测和其他公司不太一样。 100mOhm 电阻并没有串联在输出通路， 而只流过几百毫安的电流， 损耗 100mW 。 空载检测是行业难题。检测电阻一般在 50mOhm ，4A 电流下会产生 800mW 损耗，成为损耗的大户。而且空载 检测的精度也只能做到 50mA ，也就是 2.5mV 。目前业界最好的水平是 10mOhm 检测电阻，检测 30mA 电流。 5 、 手机智能识别 小米移动电源 1040