手机没电了(手机没电了怎么才能找到位置)

电子爱好者网报道(文/李成)手机又没电了!紧急情况下,5号电池有没有可能给手机或者其他设备充电?最近针对这个问题,笔者进行了一个小实验,使用的通道有5号电池和5

电子爱好者网报道(文/李成)手机又没电了!紧急情况下,5号电池有没有可能给手机或者其他设备充电?最近针对这个问题,笔者进行了一个小实验,使用的通道有5号电池和5V升压模块。

手机没电了(手机没电了怎么才能找到位置)插图

5V升压模块,顾名思义就是把5V以下的电压升压到5V输出。众所周知,5号电池的工作输出电压只有1.5V,而手机的最低充电电压是5V。如果想使用少量电池实现5V输出,需要使用升压模块。

充电实验和功率变化

本实验以电池为变量,分别用一块电池、两块电池、三块电池进行三组充电实验。

手机没电了(手机没电了怎么才能找到位置)插图(1)

第一组实验中,串联三节5号电池,使其总电压尽可能接近5V,然后用升压模块的输出给手机充电。接负载前,三节升压的5号电池总输出电压可达5.06V,因为没有负载,所以电流显示为0。手机开机后,电流逐渐增大,但随着负载的增加,电池的输出电压有些下降,总输出功率一直在1.8W和2W之间来回浮动。

虽然2W的输出不是很高,但几乎是传统5W充电器的一半。除了手机,2W的输出功率足够给TWS耳机充电。

手机没电了(手机没电了怎么才能找到位置)插图(2)

上图是两款输出功率充足的TWS耳机的电功率测试实验。左边的耳机型号是华为FreeBuds 4i。由于目前处于高功率状态,实测充电功率只有0.46W,如果处于低功率状态,其充电功率可以提高到2W左右。右边是Libratone air2+,实测其峰值充电功率可达2.5W。可以证明用三节5号电池给蓝牙耳机充电是可行的。

手机没电了(手机没电了怎么才能找到位置)插图(3)

第二组实验中,减少了一块电池的消耗,电源总电压从4.5V下降到3V。经过升压模块升压后,在不接负载的情况下,输出电压仍然可以稳定在5V。手机开机后,充电电压4.56V,充电电流0.137A,总输出功率0.62W,比三节电池串联时降低了近2/3。

输出功率降低的原因是能量守恒。虽然输出电压仍然可以通过升压模块提升到5V左右,但是由于电池数量的减少,输出功率也会相应降低。

手机没电了(手机没电了怎么才能找到位置)插图(4)

第三组实验,只用了一块5号电池。由于单体电池电压太低,只有1.5V,加上升压模块的转换损耗,在不接负载时,输出电压只有4.78V,接负载后甚至下降到4.17V,总功率只有0.00瓦左右。虽然也能给手机充电,但实际效果并不大,甚至手机充电速度都跟不上耗电量。

以上三组实验分别使用安卓手机和iOS手机进行充电演示,但iOS手机自始至终都没有充电,可能是因为升压模块使用的元器件较少,电路相对简单。与苹果充电器不同的是,USB的输出端设置了一个用于识别充电电流的电阻,因此电流无法流入,iOS设备无法充电。

通常iOS设备连接USB充电器时,会先检测USB D+和D-上的电压来确定充电器的输出电流,再结合自身的电流来确定具体的输入电流,从而开始充电。

boost模块工作原理分析

之所以能把1.5V、3V、4.5V三种不同的电源电压提升到5V左右输出给手机供电,都是因为手机和电源之间的5V升压模块。

手机没电了(手机没电了怎么才能找到位置)插图(5)

在这个升压模块中,主要元件有:电感、5V升压芯片、电容、二极管和LED灯。

手机没电了(手机没电了怎么才能找到位置)插图(6)

电路拓扑电路拓扑

电感用在很多buck-boost电路中,也是这个boost模块将输出从1.5V升压到5V的关键,主要起到储存和释放能量的作用。如上图所示,当开关管关断时,电感会将能量储存在输入端,开关管关断后,会不断向输出电容和负载输送电能。

这个5V升压芯片内置了开关管,也可以直接看作是开关管。主要是通过控制开关来调节电感的充放电时间,使输出电压稳定在5V左右。

在这个升压模块中,使用了两个电容器,它们分别位于电源的输入和输出端。位于输入和输出端的电容C1主要起到过滤输入电流的作用。输出端的固态电容主要起充放电的作用。当开关管关断时,这个电容将在输入端存储电流。当开关管导通时,电容会将最后时刻吸收的电能输出给负载,保证电能输出的连续性和稳定性。

二极管在电路中起着反向截止的作用,因为当开关管闭合时,输入端的电流不会流向负载,负载的稳定输出主要靠电容维持。为了避免不必要的功率损耗,该二极管会阻断电容向其它设备传输功率的路径。

LED仅作为电流流入升压模块的提示。

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一般来说,升压5号电池给手机充电的原理和充电宝差不多。虽然输出功率比较低,但是在紧急情况下作为应急电源还是不错的。

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