漢美光電降壓式高效率行動電源簡介及測試 - 電池

狼窩好讀版：
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大部分的行動電源，為了能夠透過USB 5V充電，所以多採用單顆鋰電池、多顆並聯方式來
組成所需容量，再透過升壓轉換電路(Step-up DC-DC)來將電池電壓提升為5V，以供應USB
裝置所需，但是在放電過程中，電池電壓會隨之降低，而為了維持相同的輸出，電池端的
電流必須要增大，當電池放電電流越高時，可用的放電容量也就越小，這也是大多數行動
電源在放電電流越高時，可用Wh會明顯下降的緣故

為了改善此狀況，有的行動電源主打以"降壓"(Step-down DC-DC)轉換電路來把電池電壓
轉換成5V，主要特點就是看中在電池放電電流低可放電容量較大、降壓轉換電路效率較高
上，不過因為電池電壓提高，想由USB充電困難度加大，且電池也因為串聯的緣故，必須
要進行匹配，挑選放電特性一致的電池來搭配，增加電池更換時需注意的因素

這次要介紹及測試的是由漢美光電所推出，採用四顆2600mAh 18650鋰電池版本的降壓式
行動電源(其中還有採用3100mAh及3400mAh的款式)


行動電源外觀正面，使用電子材料店中販售的18650四顆裝塑膠外殼套件組裝而成，兩顆
固定螺絲用來固定電池盒蓋
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行動電源上方從左至右分別是充電指示燈、充電輸入口、USB輸出插座、DC圓孔插座(目前
無作用)、運作指示燈、電源開關，當行動電源進行充電時左側的充電指示燈會亮起，一
開始充電中為紫色，充飽後會顯示藍色，當充飽後仍繼續插著電，超過九小時後會自動熄
滅
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打開電源開關，運作指示燈發起藍色亮光，表示USB開始輸出5V，當放到電池的低電壓點
後，藍色燈光會自己熄滅，表示輸出已關閉
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側面三個孔透出的藍光是電量指示燈，依照內部電池電壓決定點亮的LED數，三顆全亮表
示75~100%，亮兩顆是50~75%，亮一顆是25~50%，都沒亮是25%以下
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因為內部電池採兩串兩並組合，無法使用USB 5V輸入充電，所以附上一顆DVE生產的12V
1.5A電源適配器，型號為DSA-20P-10
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與同樣裝四顆18650的小米10400比較高度
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與同樣裝四顆18650的小米10400比較寬度與厚度
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隨產品附贈一組硬式攜帶包
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行動電源安置在攜帶包內部的樣子，可惜空間不夠，沒有辦法把電源適配器一起裝進去
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內部結構圖，四顆SONY US18650GH2 18650鋰電池採用兩串兩並(2S2P)方式配置，第二顆
電池上黏貼一白色的溫度開關，作為電池組過溫度保護機制
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電路板上方電路布局，主要由圖中所標示的三大方塊(充電輸入、降壓輸出、鋰電保護)所
構成，另外還有電量指示電路元件
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鋰電池充電部分是由MPS MP2618EV(編號U10) 2-3串交換式鋰電池充電IC，最大充電電流
可達2A(不過在此電路中最大充電電流設定在1A)，電路周邊採用日本Nippon Chemi-con
PS系列固態電容
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降壓電路部分採用MPS MP28258DD(編號U3，印刷AAA)QFN12封裝高效率同步降壓轉換IC，
最大輸出為3A，其採用Constant-On-Time(COT)控制技術，提供快速暫態反映及良好的穩
定性，具備短路(SCP)、過電流(OCP)、過電壓(OVP)、欠電壓(UVP)及IC本體過熱關閉保護
降壓轉換IC下方是啟動開關，當拆裝過電池，需要重新按下此開關來啟動內部鎖住的保護
電路，來恢復正常作業
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在鋰電池端的保護部分，由精工S-8232(編號U11)系列2串(2S)鋰電池保護IC + AO4854(位
於電路板背面，編號U29)雙包裝N通道MOSFET(30V 8A)構成鋰電池過充電/過放電/過電流
保護迴路
鋰電保護IC的旁邊是電量指示電路，可以透過三顆半固定可變電阻來調整三個指示燈動作
時的電壓點
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電路板背面印上Handmade漢美光電字樣，紅框內AP393A雙包裝低功率運算放大器(編號
U30/U33)用來組成電壓比較器，用於電量指示電路上，藍框部分編號U29就是鋰電池保護
電路的控制用MOSFET，J7/J2線路則是兩鋰電池相串點的電壓返回線路，提供鋰電池保護
電路使用
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電池端導體板透過直立排針與電路板焊接在一起
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電池保護用溫度開關為60度動作，當達到此溫度後會切斷電池組與電路間的導通路徑，溫
度開關使用膠固定在電池上
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接下來是0.5A/1A/1.5A/2A放電測試，這裡特別注意的是雖然容量仍寫10400mAh，不過實
際上應以7.4V(兩顆電池串聯)乘以5200mAh(兩組電池並聯)=38.48Wh來計算電池能量，充
電Wh紅字部分是採用其充電輸入12V來計算
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0.5A/1A/1.5A均有93%/92%/90%可用Wh，2A可用Wh也有88%，不會有很大的差異，降壓式的
優點(高效率、輸出電流即使加大落差也小)在這裡表現得十分明顯

0.5A放電圖表，平均電壓在5.22V
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1A放電圖表，平均電壓在5.21V
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1.5A放電圖表，平均電壓在5.19V
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2A放電圖表，平均電壓在5.17V
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輸出埠負載測試，輸出達3.5A後關閉，如果以IC本身額定3A輸出下，其過電流保護點為
117%，過電流保護合理，其電壓範圍為5.22V(0.1A)~5.13V(3.4A)，最高與最低壓差僅有
0.09V(90mV)，表現相當不錯
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輸出埠於1A負載下漣波測試，漣波Vp-p為82mV
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結論：
優點：
1.採用電池串聯及降壓輸出，使得USB 0.5A~2A輸出下可用Wh落差小，加上採用高效率IC
，0.5A~1.5A輸出可用Wh均在90%以上，即使在2A輸出下仍有88%可用Wh
2.採用大廠MPS的充電IC及大電流降壓轉換IC，也選用了SEIKO的鋰電保護IC，並使用日系
NCC固態/傳統電解電容
3.輸出電壓隨電流增大產生的壓降很輕微，輸出電流從0.1A~3.4A僅改變了0.09V(90mv)
4.提供的保護齊全，過電流保護確實
5.附上安規的大廠電源適配器，不用擔心充電受到影響(雖然充電電流僅有1A，但為了兼
顧邊充邊用所以附上1.5A適配器)

缺點：
1.塑膠盒外觀較為簡陋(不過開孔處密合度及指示燈位置處理還算不錯)，內部電路板手工
痕跡較多
2.充電採12V輸入，而非採用常見的USB 5V，拿至外面使用若需要再充電時較為不便
3.雖然可以換電池，但因為電池組採先串聯後並聯設計，所以使用的電池需要匹配，特性
差太多及不同容量特性的電池不能混用，以免影響充放電
4.僅有單組輸出

報告完畢，謝謝收看

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