近日,筆者有一款產品需要用到移動電源的電路,看到有一款移動電源帶雙USB輸出,分別輸出5V/1A和5V/2A,前者為IPHONE充電,後者為IPAD充電。
於是,筆者產生了一個疑惑:此款移動電源帶雙USB輸出,且兩個充電埠的輸出電流不一樣,那麼,如果產品的使用者錯將IPHONE手機插至5V/2A的充電埠上,是否會造成手機損壞的問題呢?
互連網,真是一潭渾水。因為網路上每個個體都有發言權,故而充斥著許許多多真話、遙言,如果想在網上找一個問題的答案,時常會遇到好幾派的說法,而且“公說公有理,婆說婆有理”,表面看似有理有據,令人捉摸不透。
回到本文的主題上來講,筆者也遇到這樣的問題。關於移動電源對鋰電池的充電電流,網上主要分為2種看法,一是移動電源的輸出電流必須與手機本身要求的充電電流一致,否則將損壞手機、電池;二是移動電源的輸出電流規格,與手機所要求的充電電流不需要嚴格匹配,手機內部內建電流管理電路。
關於前者,立論者的主要依據是,鋰電池充電電流過大,會導致手機電路、電池的大量發熱,從而導致燒毀電路、電池。
關於後者,立論者的主要依據是,移動電源的輸出電流指標,只是說明其最大可輸出的電流,而不是指衡定輸出電流,具體輸出電流的大小根據負載而定,手機內部內建了電流管理電路,所以用輸出電流規格較高的移動電源或充電器,對手機進行充電,像好比是用牛刀來殺雞,雖然有些大材小用,但是完全可以勝任。
然後,筆者在網上繼續搜尋答案,有了以下的結論:
關於前者,假定手機內部沒有電流管理電路,那麼,充電電流的大小,完全是由充電器內部的電流管理電路來控制。
如果驗證這種論點是否正確呢?如果說鋰電池的充電電流由充電器內部的電流管理電路來控制,那麼假設換一種沒有內建鋰電池充電電流管理電路的充電器,來對手機進行充電,如電腦上通用的USB介面,那麼充電時是否就會對被充鋰電池造成破壞呢?如果前面假設的結果成立,那麼用電腦的USB介面,一般情況下,可以將手機鋰電池充滿電的現象如果解釋呢?
電子產品設計中,常用TP4056之類的鋰電池充電管理晶片進行充電控制,充電的過程一般包括:前半程的大電流衡流充電階段,後半程的衡壓涓流充電。如果手機內部沒有充電電路控制電路,而且假設充電器輸出的電流為衡定值,那麼這種鋰電池的充電過程式控制制是如何?的呢?顯然,這裡的假設與現象是矛盾的。
結論是,前者的觀點,很大可能是有誤的。也就是說,手機內部是有內建的充電電流管理電路的。
關於後者,從當下流行的安卓系統上可以知道有一些電池管理軟體,可以指示使用者當前手機的充電狀態,如“快速充電階段”、“完全充電階段”、“涓流電池階段”等,可以推論得知,手機內部有電路可以查詢、控制當前鋰電池的充電狀態,這也進一步說明了上一個結論的正確性。
從另一方面來看,如果熟悉鋰電池充電硬體電路,那麼就明白對鋰電池的充電是一種專用的充電管理控制晶片的,諸如TP4056等,輸入端只需提供穩定的輸入電壓、足夠的輸入電流(或功率),那麼充電管理晶片就能按理想的充電時序,對充電進行控制,進而保護鋰電池。而因為充電電流與鋰電池並不直接連接,中間還有充電管理晶片,故而假設充電電流過大,也只會損壞此晶片,而不會損壞鋰電池。這個論點是否正確,有待進一步探討。
再舉個執行個體來講,電腦的供電電源有一個指標是“輸出功率”,比如一個電源的輸出功率為500W,那麼是否就可以認為我們的電腦主機的實際工作功率為500W呢?答案是否定的,因為主機的實際工作功率,要由外部負載來決定,比如主機的單位時間功耗,在主機內只有一個硬碟工作時,與有兩個硬碟工作時的情況是不一樣的。也說是說,電源的功率指標,指示的是其負載最大時的最高輸出功率,而不是指全部情況的工作功率。進而可知,移動電源的輸出電流,應該是指“最大輸出電流”的指標,而不是指不同負載的情況下,所輸出的電流都是一樣的。
簡單地總結一下:輸出電流指標為2A的移動電源,是指其最大工作電流,具體輸出電流的大小,由負載所決定。
最後,遺留一些問題,筆者尚未想明白,如果說充電器輸出電流的大小,與手機實際充電電流大小無關,那麼:
1. “快充”(即“快速充電器”)和“慢充”(即“慢速充電器”)是怎麼回事呢?
初步的答案是:“快充”不是指“手機線充”,而是指“手機座充”?
亦即將鋰電池取離手機本身的電路,而使用其它大充電電流的“快充”的充電電路,對“電池”(注意,不是“手機”)進行充電。
2. 為什麼國際知名的手機廠商對充電器都有嚴格的電氣指標規定呢?當使用通用的非原廠指定的5V充電器,當充電電流過大時,會導致手機、電池發熱量激增,甚至損壞手機組件呢?除了電壓因素外,還有其它因素嗎?
這個問題有待論證。
(完)