摘要：在快节奏的生活中，共享充电宝以其即扫即用、轻便易携等优势在电量应急赛道成绩斐然。本期Big-Bit为大家呈现小电5000mAh移动电源的拆解，深入剖析其元器件选型和内部电路设计方案。
【哔哥哔特导读】在快节奏的生活中，共享充电宝以其即扫即用、轻便易携等优势在电量应急赛道成绩斐然。本期Big-Bit为大家呈现小电5000mAh移动电源的拆解，深入剖析其元器件选型和内部电路设计方案。
近年来，共享充电宝因为方便快捷，移动性强，适合户外或旅途中的充电需求，深受消费者的青睐。在快节奏的生活中，共享充电宝以其即扫即用、轻便易携等优势在电量应急赛道成绩斐然，解决了亿万移动端用户的燃眉之急。
近期，半导体器件应用网收到了一款市面上常见的共享充电宝——小电PB6-5000，对比普通移动电源的外置数据线，共享充电宝的自带输出接口为消费者提供了极大的便利，消费者只需要扫码就可以完成租借进行应急充电。
今天，半导体器件应用网将对小电PB6-5000共享充电宝进行拆解，看看充电宝内部设计用料有哪些?如何实现相关功能?
【充电宝外观介绍】
充电宝正面图
小电共享充电宝的外观采用其公司经典的白绿配色，清新美观。光滑机身正面印有小电品牌logo，两侧弧面过渡，便于携带。
充电宝背面特写
充电宝机身背面设有理线槽，外壳上印有产品相关参数信息：
产品名称：小电移动电源
产品型号：PB6-5000
输入：5V 2.1A Max
输出：5V 2.1A
锂电池容量：5000mAh
额定容量：3000mAh
锂电池能量：18.5Wh/3.7V
制造商：杭州满格智能设备有限公司
自带输出线缆上设有USB Type-C和Lightning两种接口。
充电宝开关键位置特写
机身底部充电触点特写
充电宝机身上侧是电量显示指示灯，分别有红、黄、绿三种颜色的指示(如下图)。
三种颜色的指示灯代表三种电量状态(截取自“小电官网”)
充电宝充电口USB Type-C特写。
【充电宝拆解】
首先拆开充电宝背面外壳，可以看到在外壳和充电宝电芯间置有黑色泡棉进行缓冲保护和固定,同时，电池采用双面胶粘在充电宝外壳上。
底部设有LED灯小板，底部与电池之间有泡棉进行隔离，防止串光。
PCB板正面特写图
充电宝的PCB板上从左至右设有开关按键、主控芯片、电感、锂电保护芯片、电阻等器件，板面布局整洁，元器件集成度高。
该共享充电宝的主控MCU来自航顺芯片，型号为HK32F0301MF6P7A，封装为TSSOP20。
产品特色与优势：
1. ARM® Cortex®-M0 内核，最高工作频率为 48 MHz，内置32 KByte Flash、432 Byte EEPROM 和4 KByte SRAM;
2. 通过配置Flash控制器的寄存器，可实现中断向量在32 KByte空间内的重映射;
3. 内置1个16位高级PWM定时器和1个16位基本定时器(定时输出CPU中断);
4. 有18个GPIO外设，并提供一个唯一的64位ID标识;
5. 1.8V至3.6V的工作电压;
6. 在-40°C至+105°C的范围内能够正常工作;
7. 低功耗模式：提供多种低功耗模式，包括睡眠、停机、待机和低功耗停机模式;
8. 通信接口：支持多种通信协议，如USB、SPI、I2C和UART。
航顺的这款MCU在小电共享充电宝中发挥的作用主要是进行充电宝整机控制。具体指的是
1. 电源管理：控制充电宝的充电和放电过程，包括电压和电流的监测与控制、显示充电宝充电状态等功能;
2. 通信管理：用于与充电宝服务端的通信，如更新固件或报告状态。
3. 电路保护机制：监控电池状态，防止过充、过放、过热等，确保充电宝的安全使用。
【电池充电管理IC】
SW6003 是一款高集成度的Type-C移动电源专用多合一芯片，来自智融科技，封装为QFN-32(4x4mm)，在小电充电宝的充电管理、电量显示、接口控制等方面发挥重要作用。
优势：
1. 开关充电输入电流高达 2.4A，效率高达 96%
2. 支持 4.2/4.35/4.4/4.5V 电池类型
3. 开关频率500KHz，可以使用小体积的1uH电感。
4. 支持 JEITA 规范，支持温度环控制
5. 内置 12bit ADC与库仑计精确电量
6. 支持 3-5 个 LED 灯显示, 提供I2C接口
7. 同步升压，输出电流高达 2.4A，效率高达 95%
8. 自动负载检测/轻载检测，支持小电流模式
9. 支持BC1.2 DCP模式,支持苹果/三星模式
10. 内置Lightning解密功能
充电宝的充电流程分为如下三个过程：涓流模式、恒流模式、恒压模式。
图源：智融官方数据手册
当充电宝的电池电压低于3V时，充电模块处于涓流模式，充电电流为涓流充电电流;当电池电压大于3V时，充电模块进入恒流模式，此时按照设定的目标电流全速充电;当电池电压上升到充电目标电压(比如4.2V)时，充电模块进入恒压模式，此时电流逐渐减小，而电池端电压保持不变;当充电电流减小到充电截止电流，充电结束。充满后如果电池电压降低到比目标电压低0.1V，则自动重新开始给充电宝充电。
【锂电保护IC】
赛芯微XB8089D0产品是一款高集成度的锂离子/聚合物电池保护解决方案，封装为SOP8-PP，多合一锂电保护芯片，用于充电宝电池的过充过放保护。
产品优势：
1.充电器反接保护
2.电芯反接保护
3.集成具有等效 20mΩ RSS(on)的先进功率
4.内置先进MOSFET
5.SOP8-PP封装
6.仅需要一个外部电容器
7.过温保护
8.过充电流保护
9.两步过流检测
图源：赛芯微官方数据手册
【电感】
1R0电感特写，配合充电宝的电池充电管理芯片进行升降压实现充放电。
充电宝电池的电芯来自LS力神，规格为5000mAh/3.7V/18.5Wh，型号为LS105570,印有CCC认证。
今天的拆解就到这里结束啦，最后放一张拆解的全家福。
【Big-Bit拆解总结】
半导体器件应用网通过拆解发现，小电的这款共享充电宝电源设计方案采用航顺芯片的HK32F0301MF6P7A为核心控制器，同时结合配备智融科技的SW6003电池充电管理IC和赛芯微XB8089D0锂电保护IC，实现了放电、电池电量显示、高亮LED开关以及模式选择等功能。方案集成度高，具体细节体现在：
【电芯部分】
电芯部分作为充电宝最核心的部分，主要为移动电源进行能量存储，为其他移动设备供电。
【电路部分】
1. 电池充电控制电路
通过Micro-USB给充电宝电池进行充电，智融SW6003的开关充电输入电流高达 2.4A，效率高达 96%，先恒压再恒流最后涓流充电，中间涉及三种充电模式。同时，航顺HK32F0301MF6P7A MCU对整个充电过程中进行监测，在LED显示灯上进行内部电量反馈。在这个过程中，集成充电保护功能还有温度监测的赛芯微XB8089D0锂电保护IC全程进行电路保护，以防过充等。
2. 电池放电控制电路
电池放电电路同样由智融SW6003来完成，但是放电与充电不同的是，内部锂电池的平均电压多在3.7V左右，但是手机、iPad等移动设备的充电输出电压均以5V作为标准。因而手机等移动设备在和充电宝传输线路连接时，SW6003内部会进行升压，外部电感进行配合，触发输出DC/DC转换电路，将电芯在3.0V～4.2V间浮动的电压转换成5V给手机等设备充电。
3. 电池保护电路
航顺HK32F0301MF6P7A MCU在充电宝电路中主要负责控制和管理整个充电和供电过程，它可以接收用户的按键操作来触发充电宝的放电模式或电池电量显示等特定功能，不管是充电宝的充电还是放电的过程，都不能缺少MCU的控制。
总的来说，MCU负责整个共享充电宝的智能控制和管理，电池充电管理IC负责充电过程的控制和保护，而锂电保护IC则专注于保护电池免受过充、过放和短路等损害，三者共同确保小电共享充电宝的安全、稳定和高效运行。
来源：哔哥哔特商务网
