Coolook 18650 移动电源盒详解与参数测定

Coolook 的 PB-2000 型移动电源盒可以算是使用 18650 锂电电芯的移动电源盒中的精品了,很多人手里也有这款盒子。虽然我认为其精品主要体现在做工方面,但是貌似有人一直吹嘘其效率高,于是除了拆开看个究竟之外还要拿家伙出来仔细测量一番了。

P1120044

正面外观,我买的是黑色的版本。由于表面是磨砂处理且带有橡胶质感的,因此估计白色的盒子用一阵子之后看相会很悲剧。

P1120084

送的充电线,了胜于无啊。

P1120045

背面印有参数。滑动可以打开电池仓。

P1120048

内部。

P1120049

电路板和电池仓之间隔着一块可拆卸的塑料板。和大多数白牌盒子不同,coolook 的盒子电路板和电池是平行放置的,这样电池触片不需要通过导线便可直接连接在电路板上,减小了阻抗并且消除了导线绝缘出现问题的隐患。

电池仓的触片是正儿八经的镀镍金属片(至于里面是不是铁我还没测试),而不是某些冒充镀金触片的黄铜或者乱七八糟的玩意。这算是正规军的一大优点吧。

P1120050

卸下电路板上的两个螺丝后可以取出电路板。

P1120052

电路板正面总览。

电路板上有两个电感,猜测左侧那个用于充电降压,右侧的小电感用于升压。

P1120053

左侧的大电感。

P1120054

充电电路输入处的 9435 型 P 沟道 MOSFET ,属于比较常见的 MOS ,耐压 30V ,连续工作电流 5.3A ,导通电阻低至 50mΩ 。

P1120055

充电电路输入处的 SS54 型 5A 40V 肖特基二极管,应该用于充电输入防反接。这个管子会引入 0.2V 以上的压降,显然不如淘宝上大批用 PMOS 做防反接的 MAX1879 充电板要来得好。不过这玩意 2.5A 的充电电流是摆在那的,同时发热比 TP4056 一类的线性充电器小得多。

P1120056

紧靠充电插座的这只 SS54 比前面那只大了许多,用途不明。

P1120058

控制盒子各种功能的单片机,连充电控制都集成进去了。芯片被打磨过,还刻上了 coolook 自己的 logo 。这只 20 脚的单片机引脚定义和 ATTINY26 对不上,应该是别的公司制造的。

P1120059

测流用的 25mΩ 大功率电阻。由于盒子有两路输出,所以这样的电阻也有两个。

P1120061

另一只测流电阻则在升压电路附近,也是 25mΩ 。

正面的升压电路由两只打磨过的 MOSFET (也可能是一个 MOSFET 加上一个 BJT )、两只打磨过的超低压差高速整流管、一堆大容量的 MLCC 和一只电感组成,看电路不是同步整流。之所以有两个管子是因为其中一个是用于关断输出的。

P1120062

升压电路的 2.2μH 封闭式功率电感,还算可以。

P1120081

其中一路 USB 输出端口可以通过这个跳线选择是否限流 500mA ,因此这里有个额外的 200mΩ 测流电阻。跳线比常见的 2.54mm ( 100mil ) 跳线小一些,应该是 2.0mm 的。

P1120064

电池触点应该是手工焊接的,不过焊点质量也非常不错。

P1120073

正面看完了转战背面。

上面的 5 段电量显示显得比普通盒子厚道一些。

P1120065

电池负极附近是保护板,很大方地给了四个 FS8205A MOSFET 对管,由一个打磨过的 SOT23-6 封装的保护板芯片控制。打磨了也没用,这玩意引脚是通用的,想换就换。

P1120066

保护板 MOS 对管特写。两侧加了锡来帮助散热和通过大电流。

P1120070

升压芯片都快被打磨穿了,不过既然是 SOT23-6 封装,那基本上就是个土货了。

P1120071

功能按钮。

P1120076

一路 USB 输出端口有水果的识别电阻。

P1120077

另外一路则是空的。

P1120079

电池触片焊接点有大量的过孔来保证大电流下的性能。

P1120069

背面还有一只 LM358 双运放,可能是用于放大电流取样信号的。另外还有一只 431 电压基准。

P1120083

装上电池。

P1120184

其实用了没多久外壳就开始磨损了。

DSC_0715

在装入 4 节三星 2600mAh 锂电并充满后能输出约 6000mAh 的电量,总能量约 32.4Wh 。考虑到电池储存的能量实测有 38.8Wh 左右,这盒子在 30Ω 负载下的效率约为 84% 。

当然,这仅仅是初步测量。接下来在用 UNI-T 万用表校准测量设备后通过 3.7V 恒压恒流电源直接测量移动电源盒电路板的输入输出后得到了以下的数据(由于测量设备的测流电阻,实际输入电压低于 3.7V ):

负载
Ω
输入电压
V
输入电流
A
输入功率
W
输出电压
V
输出电流
A
输出功率
W
效率
%
10.4 3.52 0.85 3.00 5.12 0.50 2.56 85
30 3.63 0.30 1.09 5.17 0.17 0.88 81

可见效率其实很一般。异步整流自然还是没法跟 LT1700 这类 90+% 的同步整流电荷泵相提并论。

进一步的测量发现这个盒子待机时电池侧有将近 30mA / 0.1W 的消耗,好在自动关机的时间比较短。

最后我想测一下这个盒子电荷泵的工作频率。为了在没有示波器的情况下完成这个任务,我找来了一只 MAX1879 脉冲充电器以及一块半满的电池,挂在移动电源上充电。这样 MAX1879 的脉冲就会以 1Hz 左右的低频调制移动电源升压电路产生的电磁辐射,并且其调制与其指示灯的闪烁(因为移动电源限流)同步,使其易于辨认。然后我拿来一只钟控调幅收音机,看看在哪些频率能收到升压电路产生的高次谐波电磁辐射。

结果是,粗略的转了下调谐旋钮后我在 505kHz 和 606kHz 找到了两个高峰,虽然不足以使调谐指示灯亮起,但是音量的变化还是很明显的。接着我又仔细找了一下,结果发现在 531kHz 处也有一处高次谐波。这样升压电路的工作频率不会大于 25kHz 左右,除非电荷泵 PWM 芯片带了频率抖动功能产生了这些额外的频率分量。25kHz 算是很低的频率了,这也意味着 2.2μH 的电感可能只是勉强够用而已。

《Coolook 18650 移动电源盒详解与参数测定》有6个想法

  1. 有几个问题,1)如果升压芯片是国产垃圾货,厂家也没有必要进行打磨了,打磨是为了防止别人抄,国产垃圾芯片的话,没必要防这个,谁能都做出来。看了一下,板子多个芯片被打磨,打磨也要花钱的,如果是垃圾东西,厂家完全没必要这么干。2)芯片的工作频率直接用示波器打一下升压芯片的引脚即可出来,本人有实测过,频率很高很高,决非国产芯片能比的。3)那根配的线也有剪过,纯铜的,18AWG以上的线材,USB口和DC口也是铜的。4)五金片是磷铜镀镍的。5)效率方面一个专业人士有测过,平均效率88%左右。

    1. 我来说下我的看法吧。以前见过一例号称使用 ATTINY26 单片机的板子,结果芯片是打磨的,引脚数都对不上。如果盒子用的是 LinearTech 等知名的升压芯片,肯定会把 LOGO 露出来作为卖点对不对?之所以打磨一般是线到了几乎无人问津但是性价比很高的产品了吧。性价比高在很大程度上意味着 MADE IN CHINA 。这年头大厂的产品可以很容易地根据参数查出型号来,打磨的意义也不大,所以一般不像让人知道的话只有用些关注不多的厂商的产品了。
      关于频率,手头实在是没啥设备可以测量,无能为力了。不过国产 DC-DC 做到 2MHz 的似乎也不少。基本上国外的产品出了没多久国内就会有 clone ,我寨威武嘛。
      说那根配线鸡肋主要是因为它太短了,基本用不上。
      效率方面,大电流的情况没有条件测,我只能得到正常情况效率高于 82% 的结论。我测过那两个打磨过的整流管压降比普通的肖特基管都低很多,所以效率应该比一般的异步整流电路高,但是和动辄 90+% 的同步整流电路一比差距还很大。另外这个方案一定比低端的同步整流方案便宜,否则就属于设计失误了。

  2. 大侠,请教一下:为什么我的4节松下3100的18650,用这个盒子充起来非常慢啊,都1天多了,显示灯还是在3-4之间徘徊。

    1. 可以检查电源适配器的输出,接头有没有松动,等等。电池容量大,本身充电就慢,最后的恒压阶段尤其慢。如果不介意的话充个九成也够用了。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注