移动电源DIY
- 2013-11-26 16:12:27
- 类型:原创
- 来源:电脑报
- 报纸编辑:杨澍
- 作者:
【电脑报在线】如今,智能手机和笔记本电脑的应用越来越广,但由于内部空间的限制,它们内置电池的容量也不能做得过大,尤其在智能手机玩游戏和笔记本电脑渲染图片等高负荷应用时会更加费电,续航时间下降明显,经常用不了多久便因没电而罢工了。正因为如此,智能手机的移动电源开始热卖,不过笔记本的移动电源还很少见,在这种情况下,不知道大家有没有想过自己动手DIY一个多功能移动电源呢?
如今,智能手机和笔记本电脑的应用越来越广,但由于内部空间的限制,它们内置电池的容量也不能做得过大,尤其在智能手机玩游戏和笔记本电脑渲染图片等高负荷应用时会更加费电,续航时间下降明显,经常用不了多久便因没电而罢工了。正因为如此,智能手机的移动电源开始热卖,不过笔记本的移动电源还很少见,在这种情况下,不知道大家有没有想过自己动手DIY一个多功能移动电源呢?
工具:万用表、电烙铁、钢直尺、钢锯条、剪刀、航模平衡充电器等
材料:4400毫安时锂聚合物电池四块、红色0.28寸数码管3.50~30.0V两线数字电压表头、19V笔记本升压板、LM25962可调降压板、2毫米厚度PVC板、四节串联锂电池保护电路(5A)、热缩管、导线若干、自锁开关、拨动开关、5P单向插口等。
串联电池,焊接电池保护板
首先将四枚锂聚合物电池用万用表分清正负极,然后用记号笔标记下,再把电池叠放起来,前一个电池的负极与后一个电池的正极在一起,我们用耐高温胶带把四枚电池拦腰捆绑住,以防在焊接的时候电池错位。
将捆绑好的电池正负极片串联焊接,注意焊接的时候不要把烙铁上锡过多,以免误碰到电池极片造成短路,另外锂聚合物电池的电极触片在焊接时尽量要少弯折,一旦断裂就难以再次焊接,因为触片裸露在外边的一部分是已经镀镍了的,另一部分则没有镀,裸露在外的电极触片断了就无法用电烙铁上锡焊接了。
四枚电池焊接三次便把它们串联起来了,接着我们开始为电池加装保护板。电池保护板是针对可充电电池起保护作用的集成电路板,由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,所以需要一定的保护。在焊接锂电池保护板时候还要注意一下,锂电池是四节串联的,所以使用的锂电池保护板与单节的不太一样,并不是直接把电池组正负极接在保护板上,保护板再接充电器就可以了,而是要按照特定的接法,把每节锂电池的极片都焊接在保护板指定的焊盘上。
制作平衡充插头
由于每节锂电池容量、自放电率、内阻等差异,导致多节锂电池串联充电时会出现有的电池电压过高,有的则没充满的现象,这样便影响电池组的整体性能,所以我们应该用平衡充电器对串联的电池组进行充电。
串接平衡充对电池组一起充电,电池的差异靠平衡模块消除,简单的说就是一起恒流充,有电池达到截止电压了就靠平衡模块分流稳压进入恒压过程,流过平衡模块的电流越来越大,流过电池的电流越来越少,恒压过程结束这片电池充满了。由于电池的差异,恒流到恒压过程的转换、恒压过程的结束基本不会同时出现,最后等所有电池的恒压过程结束,这组电池的充电也就结束了。
平衡充电路只是把少量的电流分配给各个锂电池,电流小,所以在制作平衡充插头的时候只需用较细的导线焊接就行了。接下来制作平衡充的5P单向插口,首先用钳子把单向插座的金属母座剪下来(为了方便生产,金属母座全部做在一条金属带上),然后在座子尾部少量上锡,把细导线焊接上去,冷却后弯折座子末端的爪子,使得座子能够刚好塞入5P塑料插口中。
平衡充插头从左向右数第一个导线接的是第四节锂电池负极,第二根接的是第四节电池正极和第三节电池负极,以此类推,最后一个接的是第一节锂电池的正极。插头制作完成后,插入平衡充即可。
安装电压表
把电压表连接后即可显示红色的数字,拨动电压转换开关在不同位置切换,切换分别查看电池电压与升压板升压后的电压。若要调节升压后的电压,可用小号的一字螺丝刀轻旋升压板上的可变电阻的旋钮。在这里我们也可以用漆包线接一个大号旋钮式10KΩ的可变电阻来调节升压板的电压,旋钮手柄偏粗一些,拧动的手感也就舒适些。
制作移动电源外壳
移动电源外壳可以用2mm厚度的PVC板制作。先把移动电源电池和升压板摆在PVC板上,按照电池的宽度用电烙铁刻画一个长约20cm宽约6cm的长方形作为移动电源的底面,再沿着底面20cm的边长用热风枪(温度150度)轻轻吹,边吹边摆动风枪口,这样PVC板局部受热变软就可以慢慢折成90度。注意在弯折PVC板的时候不能用手弯折,这样很容易造成折痕不在一条直线上。我们可以用钢直尺把需要折的边挡着,再用尺子压着折痕处弯曲便能折出直角,以此类推,按需要的尺寸再折出剩下的两条棱,大体上一个长方体移动电源外壳就出来了。
PVC板的外壳用调好的AB胶在内部粘牢,等胶干了之后用裁纸刀把渗透出来的胶水刮掉。在乎外观的同学还可以用仿碳纤维贴纸在外壳贴上一层,显得更加有质感。移动电源内部必须用耐高温的热熔胶固定锂电池和升压板。电压表、电源开关以及充电接口都把它放在无盖长方体的两端,不用在外壳上开孔,这样既降低制作难度,也能留出大量的空隙用于升压板的散热。
为了增加移动电源的多用性,当然还要在移动电源上加装了5V USB输出接口,这样也能为手机或其他低电压的电子设备供电了。所用到的主要降压元件是LM2596S降压板,把它输入端串联一个拨动开关接在四节串联的锂电池组正负极上,然后边用电压表测量降压板输出端的电压,边用一字螺丝刀旋动调压电阻,把输出电压调到5V,然后接在USB母座上就行了。这种方法能为大多数安卓手机充电,却无法为苹果手机充电,苹果充电前会先检测USB口中间管脚的电路,然后判断符合充电要求后再为手机充电。想要解决这个问题其实很简单,只要把USB母座中间的两个数据线短接起来就行了。
试用总结
通过一星期的试用,感觉此次制作的移动电源还挺实用的,晚上寝室断电后基本能延长笔记本续航3个小时(笔记本亮度调低播放视频),手机充电7、8次完全没问题。移动电源刚充满的时候,四节锂电池的电压为16.8V,使用了两三个小时后电压渐渐降到13V左右,虽然现在它还能为笔记本供电,但这时候应该尽快停止使用,保存手头的工作并关电脑,因为锂电池保护板检测电池电压过低时便会随时断电。
另外,在使用移动电源为笔记本供电的时候我们也不要把没电的笔记本电池装上,移动电源会首先为它充电,此时移动电源既要提供充电电流也要提供电脑正常使用的电流,升压板会短时间内过热,容易损坏。 
工具:万用表、电烙铁、钢直尺、钢锯条、剪刀、航模平衡充电器等
材料:4400毫安时锂聚合物电池四块、红色0.28寸数码管3.50~30.0V两线数字电压表头、19V笔记本升压板、LM25962可调降压板、2毫米厚度PVC板、四节串联锂电池保护电路(5A)、热缩管、导线若干、自锁开关、拨动开关、5P单向插口等。
串联电池,焊接电池保护板
首先将四枚锂聚合物电池用万用表分清正负极,然后用记号笔标记下,再把电池叠放起来,前一个电池的负极与后一个电池的正极在一起,我们用耐高温胶带把四枚电池拦腰捆绑住,以防在焊接的时候电池错位。
将捆绑好的电池正负极片串联焊接,注意焊接的时候不要把烙铁上锡过多,以免误碰到电池极片造成短路,另外锂聚合物电池的电极触片在焊接时尽量要少弯折,一旦断裂就难以再次焊接,因为触片裸露在外边的一部分是已经镀镍了的,另一部分则没有镀,裸露在外的电极触片断了就无法用电烙铁上锡焊接了。
四枚电池焊接三次便把它们串联起来了,接着我们开始为电池加装保护板。电池保护板是针对可充电电池起保护作用的集成电路板,由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,所以需要一定的保护。在焊接锂电池保护板时候还要注意一下,锂电池是四节串联的,所以使用的锂电池保护板与单节的不太一样,并不是直接把电池组正负极接在保护板上,保护板再接充电器就可以了,而是要按照特定的接法,把每节锂电池的极片都焊接在保护板指定的焊盘上。
制作平衡充插头
由于每节锂电池容量、自放电率、内阻等差异,导致多节锂电池串联充电时会出现有的电池电压过高,有的则没充满的现象,这样便影响电池组的整体性能,所以我们应该用平衡充电器对串联的电池组进行充电。
串接平衡充对电池组一起充电,电池的差异靠平衡模块消除,简单的说就是一起恒流充,有电池达到截止电压了就靠平衡模块分流稳压进入恒压过程,流过平衡模块的电流越来越大,流过电池的电流越来越少,恒压过程结束这片电池充满了。由于电池的差异,恒流到恒压过程的转换、恒压过程的结束基本不会同时出现,最后等所有电池的恒压过程结束,这组电池的充电也就结束了。
平衡充电路只是把少量的电流分配给各个锂电池,电流小,所以在制作平衡充插头的时候只需用较细的导线焊接就行了。接下来制作平衡充的5P单向插口,首先用钳子把单向插座的金属母座剪下来(为了方便生产,金属母座全部做在一条金属带上),然后在座子尾部少量上锡,把细导线焊接上去,冷却后弯折座子末端的爪子,使得座子能够刚好塞入5P塑料插口中。
平衡充插头从左向右数第一个导线接的是第四节锂电池负极,第二根接的是第四节电池正极和第三节电池负极,以此类推,最后一个接的是第一节锂电池的正极。插头制作完成后,插入平衡充即可。
安装电压表
电压表的作用主要是为了查看电池剩余电量和调节升压板输出电压的,笔者选用三位红色0.28寸数码管数字电压表头,10V以上精确到0.1V ,量程为3.5~30V,我们所用的升压板是19V左右的,所以刚好合适。
按照电路示意图接好电压表,并把它焊接在升压板上。焊接升压板的时候要注意分清输入端和输出端,正负极千万不能接反,否则瞬间烧毁升压板。连接升压板与电池之间的导线应粗而短,这样不仅能提供较大的电流还能减少电能在导线上的损耗。把电压表连接后即可显示红色的数字,拨动电压转换开关在不同位置切换,切换分别查看电池电压与升压板升压后的电压。若要调节升压后的电压,可用小号的一字螺丝刀轻旋升压板上的可变电阻的旋钮。在这里我们也可以用漆包线接一个大号旋钮式10KΩ的可变电阻来调节升压板的电压,旋钮手柄偏粗一些,拧动的手感也就舒适些。
制作移动电源外壳
移动电源外壳可以用2mm厚度的PVC板制作。先把移动电源电池和升压板摆在PVC板上,按照电池的宽度用电烙铁刻画一个长约20cm宽约6cm的长方形作为移动电源的底面,再沿着底面20cm的边长用热风枪(温度150度)轻轻吹,边吹边摆动风枪口,这样PVC板局部受热变软就可以慢慢折成90度。注意在弯折PVC板的时候不能用手弯折,这样很容易造成折痕不在一条直线上。我们可以用钢直尺把需要折的边挡着,再用尺子压着折痕处弯曲便能折出直角,以此类推,按需要的尺寸再折出剩下的两条棱,大体上一个长方体移动电源外壳就出来了。
PVC板的外壳用调好的AB胶在内部粘牢,等胶干了之后用裁纸刀把渗透出来的胶水刮掉。在乎外观的同学还可以用仿碳纤维贴纸在外壳贴上一层,显得更加有质感。移动电源内部必须用耐高温的热熔胶固定锂电池和升压板。电压表、电源开关以及充电接口都把它放在无盖长方体的两端,不用在外壳上开孔,这样既降低制作难度,也能留出大量的空隙用于升压板的散热。
为了增加移动电源的多用性,当然还要在移动电源上加装了5V USB输出接口,这样也能为手机或其他低电压的电子设备供电了。所用到的主要降压元件是LM2596S降压板,把它输入端串联一个拨动开关接在四节串联的锂电池组正负极上,然后边用电压表测量降压板输出端的电压,边用一字螺丝刀旋动调压电阻,把输出电压调到5V,然后接在USB母座上就行了。这种方法能为大多数安卓手机充电,却无法为苹果手机充电,苹果充电前会先检测USB口中间管脚的电路,然后判断符合充电要求后再为手机充电。想要解决这个问题其实很简单,只要把USB母座中间的两个数据线短接起来就行了。
试用总结
通过一星期的试用,感觉此次制作的移动电源还挺实用的,晚上寝室断电后基本能延长笔记本续航3个小时(笔记本亮度调低播放视频),手机充电7、8次完全没问题。移动电源刚充满的时候,四节锂电池的电压为16.8V,使用了两三个小时后电压渐渐降到13V左右,虽然现在它还能为笔记本供电,但这时候应该尽快停止使用,保存手头的工作并关电脑,因为锂电池保护板检测电池电压过低时便会随时断电。
另外,在使用移动电源为笔记本供电的时候我们也不要把没电的笔记本电池装上,移动电源会首先为它充电,此时移动电源既要提供充电电流也要提供电脑正常使用的电流,升压板会短时间内过热,容易损坏。 
本文出自2013-11-25出版的《电脑报》2013年第46期 E.硬件DIY
(网站编辑:pcw2013)
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