充電寶的兩個插口用同壹根數據線連起來會怎樣?
兩端連接後主要有以下幾個可能:\x0d\(1)把充電寶的輸入輸出端短接是不是就等於把鋰電芯正負極連接起來?\x0d\答:否,不會短路。充電寶的輸出端和輸入端不等於鋰電芯的正負極。充電寶內部還有各種升降壓電路和保護電路,輸入輸出口連接的只是這些電路而不是直連鋰電芯。\x0d\接下來從理論上分析壹下這個問題。假設我有壹節 3.7v 的鋰電芯(視作恒壓源,當然實際並不能這麽考慮,因為忽略了電壓可變的現象):\x0d\\x0d\充電寶內部的 5v 升壓電路大概長這樣(LC 間遺漏了壹個二極管,感謝知友 @時偉 指正)\x0d\\x0d\而給電芯充電的電路大概是這樣,(只考慮恒壓過程,對應電芯高電量時的狀態)\x0d\\x0d\假如把輸出輸入端短接,整個電路是這樣的\x0d\\x0d\這個電路拓撲裏面的電池是明顯沒有被短路的。\x0d\假設接上線這個電路就會不斷工作(排除部分能自動識別這樣誤操作並斷電的產品),能量守恒定律告訴我們整個系統會不斷地消耗電能。那麽電能到跑哪去了呢?極端情況下這樣做又是不是有危險呢?充電寶在正常工作時,兩個 MOS 管都會在導通和截止之間不斷地轉換,大概就是這樣:\x0d\(同時)導通:\x0d\\x0d\(同時)截止:\x0d\\x0d\可能已經有人看出來了,當升壓電路裏面的 MOS 管導通的時候,電芯的正負極之間會通過壹個電感發生短接。根據電感的電抗性質,壹開始這個回路是處於壹種類似“斷路”的狀態的,當維持的時間趨向於正無窮時,電芯就相當於直接被短路了。但是,充電寶內部的 MOS 管在正常工作的過程中,開關頻率壹般都大於 100kHz,有很多產品已經達到了 MHz 的級別,每個周期持續的時間極短,看上去是比較安全的,但是不能忽視的是目前充電寶所使用的控制 IC 大部分都是采用了 PWM 調制的方式進行調壓,因此壹般情況下鋰電芯並不會被直接短路,但是存在瞬間大電流放電的危險。\x0d\(2)既然理論上的電路不會有嚴重危險,那實際產品又是會不會有差別?\x0d\下面是 TI 的 BQ24195 控制 IC 的 application schematic 和 block diagram:\x0d\\x0d\BQ24195 的 block diagram:\x0d\\x0d\(來源:BQ24195 datasheet,TI 保留版權)\x0d\上面的電路配置就有點復雜了,而且因為 MOS 都集成到了控制 IC 裏面,所以看著有點繞。但是不難看出,實際使用的電路配置和我在草圖中繪制的電路原理圖是基本壹致的,因此問題(1)中的分析在這裏同樣適用。\x0d\(3)為什麽充電寶輸入輸出端口用 USB 線連接起來以後會顯示正在充電,電量卻越來越少,有的還會嚴重發熱?\x0d\總的來說,如果把輸入口和輸出口用壹根 USB 線連接起來,控制 IC 為了保持輸出端口的 5v 以及 4.2v 的電池端口充電電壓,會驅動 MOS 管壹直工作。工作過程中產生的紋波會通過電容回到功率地,最終回到電池的負極上。也就是說,在理想的情況下,充電寶會進入壹種緩慢放電的狀態(紋波可以理解為小的電壓波動,只是輸出電壓內非常小的壹部分)。狀態燈顯示是充電狀態是因為輸入端有電壓輸入,但是實際上充電寶的電量是不會增加的。\x0d\但是實際的電路並不都像這個 BQ24195 的 DEMO 壹樣配置,采用的元器件質量不可能相同,因此實際上電芯的放電速度可能會比理想情況快得多,因而出現發熱的情況。正常的充電寶在輸出電路上面會有壹定的限流措施,鋰電芯上面也會有獨立的保護電路。若控制 IC 設計時可能沒有考慮到這種惡作劇的情況,那麽輸出輸入端口之間就直接跑出了最大輸出電流,這種情況下就有可能燒壞控制電路了。\x0d\綜上所述,把充電寶的輸入輸出口用壹根線連接起來,其實問題並不大,但假如充電寶不能自動識別並且自動斷開輸出,甚至嚴重發熱,請馬上斷開連接。