很多读者出门时会随身携带一些数码设备,如PSP游戏机、PDA(掌上电脑)、手机、MP3、MP4、相机等,也经常为带一大堆的充电器而烦恼,特别是PSP、相机等设备耗电量大,一块电池通常用不到3个小时。上述设备大都分是使用5V电源,市面上也有可以提供临时供电需要的电池盒,但是由于容量问题,其体积一般都比较大,而且价格较贵,续航时间过短。另外,有些电池盒在电路制作上过分粗糙,长期供电会对设备的寿命造成影响。
其实读者可以自制外接电源来替代上述充电器。笔者通过反复实验和验证,设计了一款随身“电源”,该电源可以对手机、PSP游戏机、MP4、PDA进行充电,续航能力也不错,对PSP可以连续供电超过12小时,体积小巧,电路元器件也容易购买,而且方便爱好者制作,成功率高!在介绍随身“电源”的制作方法前,我们先了解一下目前常见的几种外接电源的实现方法。
1.普通变压器升压方式:该方式采用振荡器方式(老技术),体积大,效率低下,只有50%的效率,也就是说,电池电量有一半被电路转换成热量消耗了。
2.DC-DC升压方式该方式的优点是效率高,最高可达85%,但是笔者在这里不推荐这种方式,“挑几根刺”:首先要达到80%的电能转换效率,其电路板的设计.和布线非常重要,个人很不容易制作,而且价格太贵了)再则,以下数据应该可代表大部分电路的结果,比如输出有5V/800inA,输入为4.2V锂电池,那么根据公式,假设有80%效率,则5Vx800mA=4.2Vxyx80%,由此可以得出结果y=ll90mAl.IA。那么锂电池在电压降到3.8V左右,如果要持续输出5V/800mA,那么意味着输入电流得多大呢?由5Vx800mA=3.8xyx80%可知,y=l315mA~~1.3A。
那么当电池电压降到3.3V左右呢?电流应该会继续增大,而这么大的电流对锂电池是致命的,除了造成电池发热外,还会影响电池寿命,很容易使电池出现问题,使其容量急剧下降,市面上大部分外接电源均是采用这种方式升压到5V的,笔者不推荐。
3.线性降压方式:比如使用三端稳压IC7805等,其缺点是效率低下,只能达到50%(这种电路虽然简单,但很耗电,笔者也不推荐)。
4.DC-DC降压方式,这是笔者重点介绍的方式,这种方式的效率在85%左右,电路容易制作。以下就介绍DC-DC降压方式的电源制作方法。
制作方法
1.需要的元器件本制作需要锂电芯3块上,全新2000mAh的18650锂电芯每块25元左右,降压开关稳压器LM2596一个,8元左右,它有5V、3.3V、可调等规格可以选择,购买时候请注意,这是一块DC-DC电路,在输出电感为22μH、输入电压为l2V时,效率可以达到80%,推荐购买美国国家半导体的,效率好,输出电压稳定。22uH/IA电感一个,约1元。其他元器件加起来不到2元钱,可参看图1所示的电路图。
2.电路优点若图1电路输出要保持5V/800mA,那么3块电芯串联充满电有12.6V,输入电流根据5Vx800mA=12.6Vxyx8O%计算,可得y=396mA左右。
当电池快没电的时候,每节电池输出电压在3.3V左右,串联有9.9V,此时的输入电流约为505mA。由此可见,该电路的放电电流始终不大,对电池非常有利。这里需要说明,当效率相同时,电路采用串联降压和并联升压方式,充电时间差不多,但串联降压设计的目的是为了保护电池,并考虑到了电路发热量及成本。LM2596才8元左右,而通常的DC-DC升压IC却要30元以上,而且不好购买。
3.电路原理
电路图中,调整R8使R5上分压为3V,当电压下降到9V左右,也就是每个电池约为3V时红色LED亮,电压超过IOV,绿灯LED亮。如果每个电池均加保护电路,则可去掉电量显示部分。
上图中的两个开关是将电路由串联转换为并联使用,建议使用单个双刀6路开关,由于笔者手边没有这类开关,故用其他开关先代替使用。开关同时向上时为并联状态,可以同时对3块电芯进行充电,充电器可以使用手机随身充(见下图),
开关同时向下,该‘电源”就可以工作了,S3打开后,经过DC-DC电路即转为5V输出。该电路再配上必要的转换开关,可以对任何5V设备进行充电和续航了。
4.验证结果
笔者把该随身电源充满电,利用外出的几天,连续用它对PSP游戏机进行充电(见下图),
充电5次后,测试充电器电压,其单个电池电压只剩下3.IV,马上对该“电源”进行充电,除了充电,它还带动PSP游戏机玩了将近3小时!
笔者使用下图所示的万用板制作,电能的转换效率仍然有78%以上。
简化后的电路去掉了电量显示部分,电路如下图所示。
该电路中电容最好都用35V的,对高频微波有一定的抑制作用,效果比较好。电路中的肖特基二极管,不可使用普通整流管替换,可用IN581-7、IN5819替换。3块锂电芯最好都加上保护电路,以防止过流和过充、过放电。
经过对这款自制随身电源的使用,笔者感觉良好,完全可以抛开大椎的充电器出门了。