移动电源结构剖析：了解其工作原理，关注安全性问题

移动电源结构剖析：了解其工作原理，关注安全性问题

当我们对移动电源的结构和工作原理有了一定的了解之后，它的安全性问题也就清楚了。点击查看原图 移动电源结构分析 移动电源一般由电芯、电路和外壳等几部分组成。电芯是移动电源的核心，其实就是电池，常用的有聚合物锂电池、18650锂电池、AAA镍氢电池等。电路部分主要包括升压系统和充电管理系统，用于充电和放电管理。外壳一般有塑料外壳、金属外壳等，虽然是配件，但是它起着保护电芯和电路，方便人们使用的作用，是很多人都关心的问题，事实上也确实发生过一些移动电源爆炸事故。那么为什么有些移动电源会爆炸呢？问题主要出在电芯（也就是电池）上。 一些不法移动电源厂商使用劣质廉价的“垃圾电池”，也就是使用过、老化的废弃电芯，配上简单的电路板，装进外壳后出售。这种劣质电池频繁使用往往会产生非常高的热量，电池在高温环境下膨胀，从而发生燃烧或爆炸。其实，所有锂电池一直都存在这样的风险，因为锂是一种非常活泼的化学物质，很容易燃烧。在放电和充电过程中，电池内部温度会不断升高。另外，在过充的情况下，锂离子生成的锂枝晶可能会刺穿隔膜，形成内部短路，从而产生过大的电流，释放出巨大的热量。高温会导致电解液电解产生气体，因此电池内部的膨胀压力就会增大，可能挤压外壳漏液，最终导致氧化燃烧甚至爆炸。

电芯作为移动电源的核心部件，不仅直接影响着移动电源的性能，还关系到移动电源的安全性。根据前面的分析，锂电池的风险较大，相比之下，镍氢电池相对更安全。但是镍氢电池的效率无法与锂电池相比，而且镍氢电池在过充、过放、过流、短路等异常情况下，也会过热，存在发生事故的可能。为了尽可能的享受锂电池的性能，规避其风险，人们对锂电池进行了一些改造，一方面在锂电池中加入可以抑制锂元素活性的成分（如钴、锰、铁等），另一方面用胶体聚合物电解质替代原有的液态电解质。由于胶体电解质在加热煮沸时不会像液态电解质那样产生大量气体，因此发生剧烈爆炸的可能性大大降低。 不过需要注意的是，聚合物电池虽然增强了安全性，但却不能保证万无一失。点击查看原图 保护电路的工作原理 上面分析了移动电源中电芯的风险，其实如果使用正规品牌厂家，合格的产品，并且正确使用，发生意外的概率其实很低，几乎可以忽略不计。在移动电源的安全问题上，厂商对电芯本身的选择起着非常关键的作用。此外，锂电池需要通过专有的电路系统进行有效的保护，比如当出现过充、过放、过流、短路等异常情况时，系统可以自动关闭电池与外界的连接，从而保护电池的安全。

在电池保护电路的芯片中，会有相应的控制程序，一般包括状态判断、数据采集、均衡处理、数据显示等多个模块协同工作。数据采集在保护系统中是一个非常核心的功能，大部分操作都是根据其信息进行后续处理。比如通过采集电流信息，可以判断当前状态是充电、放电、空闲，是否有过流现象；采集并分析电压数据后，系统可以判断是否启动均衡处理，是否有过充、过放等情况；采集温度数据，可以判断温度是否过高，是否启动过温保护。各类数据的采集可以通过一些专有的元器件来实现，比如电流的采样可以通过霍尔电流传感器来完成，这种传感器的工作原理是基于霍尔磁平衡公式。众所周知，当电流通过导线时，导线周围就会产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流大小成正比。 这个磁场可以通过软磁材料聚集起来，然后由霍尔器件检测出来。由于磁场的变化和霍尔器件输出电压信号有很好的线性关系，所以霍尔器件测量到的输出信号可以直接反映出导线中电流的大小。传感器采集到的信息送到管理系统进行分析，然后根据分析结果给出下一步的处理操作。其它诸如电压、温度、过充、过放等信息，也都是由相应的元件进行采样，处理过程类似。点击查看原图 移动电源呼唤行业标准，平板电脑、智能手机等高耗电设备的普及，让移动电源备受青睐，成为国内配件行业最重要的产品线之一。

由于技术门槛低、市场需求大等诸多因素，目前国内移动电源品牌不计其数，混乱局面、产品质量参差不齐、安全问题备受关注。但遗憾的是，在这样的环境下，移动电源依然没有建立起行业标准，普通用户的利益无法得到保障。没有了行业标准的约束，无疑会破坏这个行业的健康发展。好消息是，国家质检总局和国家计量院两大国家官方标准制定机构正在对移动电源产品进行评估，并将出台相应的行业标准。移动电源行业将面临新一轮的洗牌，让我们拭目以待。浏览杂志原文