手機充放電知識4-新手必看_手機&行充全部整合

加好友 · 發表於 2014-3-10 23:36

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本帖最後由 coutshan23 於 2014-3-17 21:21 編輯

這是最後一篇了  應該要告知大家的  比較重要的我應該都寫出來了  如果我寫得不好、表達不好或是太深奧，都請大家直接或是寫信跟我說很感謝大家支持  之後所花的時間就把"未完的"再補齊，和補上照片。
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第一講:鋰電池介紹
第二講:行動電源(3/17更新完畢)
第三講:手機VS平板鋰電池不同
第四講:新手必看_超精華複習整合+Q&A (3/17更新完畢)

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第四講:超精華複習整合+Q&A 複習跟整合都是提出最重要的說明

第一章:鋰電池特性:

      一.今日用的為鋰二次電池(可充可放)，因為此電池為"高密度""高能量"的儲能化學電池，故廣為使用，也因具有危險性，需要有保護IC以確保充放電之安全。

      二.電池最怕的四樣特性:過充、過放、過溫、短路...
         1.過充保護:鋰電池在充電時候都會額定電壓(大多是4.2V)為保護電池不要超過4.2，我們都在IC上做為一個防止過充的保護功能，只要充電太久達到4.2V，IC就會停止充電，以免發生一直充電，讓電池的內部化學出現異常，導致內短路，就可能爆炸。
         2.過放保護:是因為電池低於額定電壓(大多是2.8V或3V)容易造成電池永久失效，也就是壞了，正常的過放，就算是放到失效，也是不會有爆炸危險，頂多是電池壞了，但是有IC保護功能，也會避免使用者過量的放電(使用)，就如此進行保護。
         3.過溫保護:鋰電池在放電時候溫度會大量上升，比充電時候溫度更高，所以有些比較高級的產品，也會加入過溫保護功能，也許有些人不當使用始手機大量放電，或長時間放電，產生大量熱，這樣也容易造成電池內化學變化異常，有爆炸危險。
         4.短路保護，電池很怕直接短路，幾乎一定有火花，甚至爆炸可能，所以在電路板中也會設計，免得使用者不小心短路了就很危險。

      三.通常電池的種類依外型可分為:18650筒狀、跟平版式Polymer  (此為我公司習慣簡稱)

      四.電池通常規格(舉例LG SPEC):
                                    工作電壓:3.6V
                                    電壓範圍:3V~4.2V
                                    電量:Nom:2200mAh  Min:2150mAh
                                    最大充電電流:0.5C (換算 0.5*2150=1075mA)
                                    最大放電電流:1.0C (換算 1.0*2150=2150mA)
                                    充飽截止電流:430mA
                                    使用次數:300 cycles

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2014-3-11 09:16 上傳

      五.充放電:
                  充電時候快到了保護點電壓(4.2V)，原本的0.5C(1100mA)充電，因CC(定電流充電)轉CV(定電壓充電)，充電電流會越來越小，直到430mA，電壓也為4.2V，判斷為飽電，此時停止充電，電壓會回彈下降一些大約到4.15V
                  放電時候，定電流放電，因為電池中有保護功能(PTC)為一個相對大電阻，所以有開路電壓，之後就近乎穩定放電，直到大約3.3V電壓會急速下降至保護點(3V)，此時移開放電，此時電壓依舊會向上回彈至3.2V。(下圖參考過充保護4.2V 過放2.8V)

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2014-3-10 22:15 上傳

      六.PTC:鋰電池中也有一個保護功能，是在正極端加入過溫絕緣片PTC(Postive Temperature Coefience)

      七.溫度:充電時候溫度約30度C，放電可以達到60度C

      八.電池的使用無記憶性，只要充到截止電流飽電，就可以，放電時候也是如此，但是電池的循環次數大約都在300~700次，超過了電池不一定會壞，但是相對容量跟特性就會減少，使用電池最好方式就是完整的充放電，不要邊充邊放。至於老化的情況，以下付加電壓與時間對映使用次數的圖

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2014-3-12 11:41 上傳

      九.沒有任何外在物理方式可以增加電池使用次數，所以不要輕易亂嘗試，也切記不要直接將電池的正負極用導電材料相接(短路)，這是很危險的，相當危險，很有可能爆炸。

      十.搶救電池要用小電壓小電流方式(要有電源供應器)慢慢將0V的電池救回，如果直接給大電壓或大電流，容易使鋰點池內結晶反應異常，導致內短，也就可以有危險，建議非相關專業人員不要嘗試。

第二章:保護IC 零件:

      一.保護IC種類:通成我們常用的為Dumb、 Gauge、 MCU三種
         1.Dumb為硬體保護，大多由硬體端決定保護的範圍值，成本價位比較便宜
         2.Gauge IC 是一個相當好用的保護IC，我們都說他是SMART保護IC，大多數的保護設定由客戶或工程師寫參數決定，並且可以直接回傳訊息到使用端，相當的精準
         3.MCU其實不能算是保護IC，只是控制器，但可以由韌體工程師或軟體工程師，寫入程式判斷電壓，再用MOSFET加以保護。
      二.開關:同常用P-MOSFET或是N-MOSFET

      三.二次保護IC:可以解釋為保護IC壞了失效時候，第二層保護功能，通常加入FUSE(保險絲)，可以直接燒斷FUSE以關閉危險因素。

第三章:大多有牌手機:

      一.用單一鋰電池(片狀Polymer),故不會有Cell 電壓平衡的問題，也不需要電壓匹配，使用的IC大多為Gauge，可以從電池Pack(或叫Model)中讀取相關資料(SBS)，基本的有電池電壓，溫度，容量，剩餘容量，充電時間，放電時間...

      二.新手機開電充飽電其實就可以使用，如果要更好的方式就是飽電後1小時使用，有些手機顯示100%但實際未達充電截止電流。且充電時候CC(定電流)轉CV(定電壓)為電池的特性，此時電流會越來越小，所以感覺95~100%時間充比較久。如下圖實驗

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2014-3-12 22:02 上傳

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2014-3-12 22:02 上傳

上圖1為14%容量充電圖2為充電電流 884mAh

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2014-3-12 22:02 上傳

上圖1為57%容量充電圖2為充電電流 248mAh

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2014-3-12 22:03 上傳

上圖1為100%容量充電圖2為充電電流 163mAh    圖3為一段時間後充電截止0A，停止充電

      三.手機發燙是因為玩遊戲或是當量放電，電池放電的溫度會提高，且放電數度會越快，也就是越快沒電，機構上電池是最接近我們的手，但是電池也可能貼近CPU，過溫其實也不太好。

      四.電池容量在20%最好就充電，逼不得已5%一定要充，再逼不得已關機了，也要"馬上充電"，如果關機了，手機還是有可能會消耗電池，小電流的放電，就會造成過放的情況,電池就要搶救了。

      五.為何手機快沒電時候，電量顯示會快速沒電，是因為電量的顯示是線性的下降，但是電池的放電曲線並不是，電池在放電快沒電時候會快速放到3V或是保護IC設定的範圍，所以這是正常的

      六.邊充邊玩手機其實是不好的，因為不能讓手機維持一次完整的充放電，對電池其實會增加老化程度，但有人說50%或一直沒事充電，其實也是不好的，最好的保護電池方式就是給電池完整的充放電。

      七.關機充電當然比較好，但是也可能比較慢(我HTC那隻實驗過)，開機充電也可以，但請靜置充電，不要一直玩就可以，但是差距不大也許是消耗電流的差距而已，總之都可以。

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2014-3-12 21:56 上傳

      上圖為關機時候充電電流為890mA

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2014-3-12 21:57 上傳

      上圖為開機後充電電流為911mA

      八.原廠充電器一定有配合電池的規格充放電，如果要換新的充電器，也要看好規格，另外USB2.0也是可以充電，只是500mA實在很小，會充很久而已，(USB3.0 可以提供900mA, 最高可以到1.8A)。

   九.手機的充電原廠規範為700mA~1500mA，實際上都會加上限流電路約都會在900mA~2100mA

   十.無論手機或平板，電池都是用片狀Polymer，所以因為材料不同，或使用著習慣不同，容易有膨脹現象，其實輕微的(用超過一年)我覺得算正常，尤其是Iphone 這類的蘋果系列，不是說他們做不好，而是對外觀機構設計太好，把電池的膨脹空間都省去，所以常常有IPHONE手機無仿像之前一樣平躺桌面，總是有點鼓鼓的，建議大家壞電池是最好的解決方式。

第四章:大多有牌平板:
      一.平板的本身，大多也是用Gauge，跟手機一樣可以從電池Pack(或叫Model)中讀取相關資料(SBS)，基本的有電池電壓，溫度，容量，剩餘容量，充電時間，放電時間...

      二.平板本體大多會是2串電芯以上的組合。所以會有電芯不平衡問題，如果在製作過程中，沒有互相電壓匹配，容易使電池壽命減短。

      三.大多數的平板輸入電流都要2A，當你使用低於2A的充電器或USB，就會感覺好像沒有充到電，或是電力一直銷耗。

      四.變形平板通常有個底座，因為有些客戶覺得電池資訊不需要太精準，所以就要求使用Dumb+MCU，或是直接使用Dumb而已。

第五章:行動電源:
      一.行動電源的組成目前市面上都是用MCU+LED+5V升壓版+限流電路，簡單的設計，就可以完成。

      二.程式設計時候大多是3V~4.2V做為保護範圍，但是電池的工作範圍卻不一定是跟電路板的範圍一樣，這樣就無法使行動電源的效能，也就是容量部分，做最好的輸出，所以常常覺得明明1萬多容量，為何只能使用到2~3次而已。下圖解釋:
今日有三顆電池兩兩比較
A的容量小於B (2700<2800)  但使用同樣的PCB保護板組裝成行動電源，行動電源的保護範圍(4.2V~3V)
但是使用的時候因為已經加上保護板所能使用的容量反而是 A大於B (2700>2650)

C的容量大於A (3000>2700) C的電池電壓容量範圍都比較大但使用不同保護板所提出的電容量也不同組成的行動電源輸出的容量  還是C大於A (2900>2700)
結論:單單只看電池容量或ˋPCB版的範圍都是不夠的，要做"最好的搭配"才能使電池效能增加

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2014-3-11 20:48 上傳

      三.如果有行動電源四顆裝(18650)，標榜12000mAh，價錢低的或高的都要小心，因為單顆電池超過3000mAh，電池的充飽電通常要到4.3V，但現今電路板大多只到4.2V，這樣無疑花了大錢買好的電池，卻無法有效使用大容量，這樣就很浪費。

      四.如果都避免了以上問題，大家依舊會買大電量的，但往往忘了一件事情，電池規格中，充電電流通常是小於等於放電電流。也就是說大電容量可以讓你使用3小時，但你充電時候就必然大過於三小時充電，有些是要2倍時間，這是很正常的，所以最好是看個人需求選購唷，免得常常花時間充電，覺得是不是電池充不飽，其實是自己沒有搞清楚唷。

      五.為啥LED燈感覺不準確
因為大多是用MCU控制轉換成數位訊號(ADC)，MCU所量測的是電壓，前一篇說了，無論是充放電，電壓是曲線的，並非直線，所以會覺得4格電為何很快就掉到3格，然而3~1個可以用很久，1格之後也很快就滅了，也是如此。

      六.行動電源輸出2A.1A，基本上手機充電，手機本身就會有限流(限制電流流量)功能，大多手機是規格1A充電，平版式2A充電，但是也有人用行動電源2A充手機，覺得好像是快充，可以說是也可以說不是，因為1A充電的手機，規格說1A，實際上限流可能是1.5A，此時做個實驗就知道，用1A充電，手機就接受1A電流，如果用2A，手機最多只能接受1.5A，這樣確實有快充，但也是要看手機是否有限流比實際規範大的設計，相對的，要知道並不是行動電源有2A"快充功能"，只是剛好在某些手機可以這樣做，只是如果這樣充電大於電池的充電規範，對手機沒有影響，但對電池的使用時間就有影響。

      七.如何確認已買的行動電源好壞
         1.先看外觀:太醜不喜歡~~就是不好 (這很重要)  哈哈哈，因為到時你根本懶得帶身上
         2.可以搖晃:有喀喀聲音表示電池芯跟機構沒有很吻合，醜一
         3.簡單計算容量:時間*安培=容量，先說這只是簡單的計算，只能看你時間跟上品標籤是否差很多，方法就是，讓行動電源充飽電(不要燈全亮就馬上拔開測試，讓電池充久一些沒關係，還有保護板在)，充飽後，開始使用，從使用到行動電源完全沒電，一供花多少時間，乘上使用的安培數，就是容量，建議用手機常用規範測式，也就是1A，這樣才能確定1A充電1A放電，你如果用2A充電，實際上手機限流(1.5A)這樣誤差很多唷。
         EX: 行動電源充飽，使用1A充手機，第一次花我2小時充飽手機(手機不能邊使用唷)，(這時不要充行動電源，用剩餘容量等手機沒電在充手機)，第二次用了1.9小時，第三次用1.7小時，行動電源完全沒電，一供讓我充電3次用了(2+1.9+1.7=5.6H) 容量就是5.6h*1000mA=5600mAh ，行動電源表示7000mAh，相差7000-5600=1400mAh
個人覺得~~~還差搶人意，畢竟中間還有消耗的能源，如此推算就可以，大概知道

      八.如何選行動電源
老實說，光看外表我也不知，一定要買回家"測試"才知道，但我可以給大家建議，一顆LG電池2200mAh我公司拿1.00美金 PCB版+外殼算3元美金
，4顆電池8800mAh自己的成本在200台幣上下，那市面上12000mAh賣低於500元，我公司通路商賺啥??所以市面上500元以下的行動電源，都是有問題的，不是沒有做好匹配，就是哪裡成本省下，或是回收電池，都有可能。
所以建議在台灣買的，最好是有牌子，並非說有牌子一定好，而是比較安全，因為大公司的安全規範做得比較好，(做安規是要費用的，是加在產品中)，如果出事，他們也一定要賠錢，至於CP值，就要看看了唷^^

      九.有些網友會覺得很無聊，將行動電源輸入跟輸出用充電USB連起來，這是相當危險的，雖然說有保護板，但是市面上有很多便宜的保護板，如果這樣的做法，設計工程師忽略了，是不是有可能造成短路呢?這真的不知道唷，請大家要注意，雖然我相信應該不太可能這樣，但還是要注意安全。

      十.現在很多DIY的行動電源，就連我也會使用，因為別人設計的確實好看(外殼)，但我們公司都有相關測試機台，可以用模擬電池測試，所以我很放心我所做的行動電源，但是如果非專業的或是不知道危險性的，請不要嘗試，也不要自己做，尤其是銲接電池，因為電池的正負極是不能銲接的，我們都是用小電流"打印"鎳片方式，所以行動電源不要省錢，也不要用可拆式的，對安全是保障。

十一.DIY行動電源 & 推薦優缺點       參考  第二講:行動電源

第六章:如何讓手機"更省電"

      一.一般手機通用
         1.首先到設定中找電源，觀看自己哪裡最耗電，再來解決問題
         2.同常是銀幕:把桌布.解鎖畫面都改為黑色，將亮度調為自動或低亮度，將待機時間顯示改為30s以下
         3.大多數人會用記憶體清除器，但往往這也是背景執行，沒有正確設定時候，也是很耗電
         4.3G比WIFI更耗電，如果可以改用WIFI比較好，另外，藍芽.NFC等等等都盡量有關閉習慣
         5.不常用的軟體，盡量刪除，軟體越多，耗電也比較大(相對機率)，也不要常用一些自動化清除工具，盡量是手動或是閉幕啟動的工具

      二.Sony Z1
         1.STAMINA開啟，設定例外也不要太多
         2.一建清除軟體

一建清除軟體 .apk (18 KB, 下載次數: 32)

加好友 · 發表於 2014-3-10 23:43

請以下面格式提問

Q1: XXXXXXXXXXXXXXX
Q2: XXXXXXXXXXXXXXXXXXX

感謝大家

加好友 · 發表於 2014-3-10 23:49

由手機網頁發佈

Q1.上面第九點手機充電原場規範是700ma~“1500A”？

加好友 · 發表於 2014-3-10 23:52

由手機網頁發佈

筆誤感謝

加好友 · 發表於 2014-3-11 00:48

本帖最後由 scdai 於 2014-3-11 00:50 編輯

C是指電池的標示容量的額定電流放電速率，電池以一定的電流放電到3.0V(電壓)時
時間剛好為一小時，這個額定的放電速率就是1C。
不同國家的容量定義各有不同，有的標示容量是以0.2C計算，有的會以1C計算
不變的是1C的定義是不變的
大功率放電有的會以10C甚至20C的瞬間電流放電

例如一個18650電池，電容量為2200mAh
1C放電就是以2200mA(2.2A)放電至截止電壓3.0V的放電速率(此額定時間標準為一小時)
1C充電就是以2200mA(2.2A)充電至截止電壓4.2V的充電速率(此額定時間標準為一小時)

0.1C放電就是以220mA(0.2A)放電至截止電壓3.0V的放電速率
0.1C充電就是以220mA(0.2A)充電至截止電壓4.2V的充電速率

0.2C放電就是以440mA(0.4A)放電至截止電壓3.0V的放電速率
0.2C充電就是以440mA(0.4A)充電至截止電壓4.2V的充電速率

IEC標準鋰電池循環壽命標準
電池以0.2C放電至3.0V之後
1C定電壓定電流充電至4.2V截止
以涓流20mA擱置一小時後以0.2C放電至3.0V(此為一個充放電循環)
反覆充放電500次後電容量仍為初始電容量60%以上

所以C是表示充放電速率而非充放電電流，在此補充說明以上作為交流~~

加好友 · 發表於 2014-3-11 09:29

scdai 發表於 2014-3-11 00:48
C是指電池的標示容量的額定電流放電速率，電池以一定的電流放電到3.0V(電壓)時
時間剛好為一小時，這個額定 ...

按著SPEC上所敘述說明
充放電電流為 0.5C & 1C (僅表達數律觀念)
至於多少安培數~~~也是要自己算

不過同常連電芯廠也如此說明 ^^

加好友 · 發表於 2014-3-11 22:44

恩....單純來學習的....

請問樓主接受單純崇拜文嗎....QAQ?

我不太會提出像前面幾位大大的專業文.....

加好友 · 發表於 2014-3-11 22:57

ken520j9 發表於 2014-3-11 22:44
恩....單純來學習的....

請問樓主接受單純崇拜文嗎....QAQ?

哈這是最後一篇看大家有啥問題我會統整以方便大家跟之後人觀看
看大大有啥疑問都可以

加好友 · 發表於 2014-3-12 00:54

感謝重點整理！
這個網站有小米的拆解，樓主可以參考看看。
http://www.kocpc.com.tw/archives/4480

加好友 · 發表於 2014-3-12 09:32

感謝樓主深入淺出的說明，讓我這種外行人也能學到一些概念。謝謝！

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