移动电源
此条目需要补充更多来源。 (2018年8月12日) |
行动电源（英语：Power bank，Mobile power pack）是一种可随身携带、自身能储备电能、主要为手持式移动装置等消费电子产品（例如行动电话、手提电脑）充电的便携充电器，[1][2]特别应用在没有外部电源供应的场合。其主要组成部份包括：用作电能储存的电池、稳定输出电压的电路（直流-直流转换器）及充电器电路用作为内建电池充电，有极少数行动电源没有充电电路，但现已近乎绝迹。
| “流动充电器”的各地常用名称 | |
|---|---|
.JPG) 各种为电子产品使用的移动电源 | |
| 中国大陆 | 移动电源、充电宝 |
| 台湾 | 行动电源、行动充、行充 |
| 香港 | 流动充电器、随叉、尿袋 |
| 澳门 | 流动充电器、奶妈 |
行动电源的出现源于智能手机的出现，功能较其之前的同类产品强大得多，使用者频密使用令耗电量急增，特别是iPhone首创配上不可由使用者更换的内建电池设计，电池耗尽时不可即时更换另一充满的电池，电池耗尽后要继续使用随身携带著的iPhone，使用行动电源是至今唯一的方法。及后也常用作为其他手持式移动装置在没有外部电源供应的场合充电，但由于其输出接口为通用性极高的USB接口，使其也被应用作为其他以USB接口作电源输入端的设备或装置供电，例如USB LED灯、USB电风扇等。[3]
在中国大陆，很多酒店都有共享充电宝供住客移动出行时应急使用，可跨省份归还，每次为手机充电前五分钟免费。
工作原理与组成
原理
行动电源的原理简单，在能找到外部电源供应的场合预先为内建的电池充电，即输入电能，并以化学能形式预先储存起来，当需要时，即由电池提供能量及产生电能，以电压转换器（直流-直流转换器）达至所需电压，由输出端子（一般是USB接口）输出供给所需设备提供电源作充电或其他用途。[3]
基本组成
.png)
行动电源有三个基本功能，包括能量储存、充电及供电[3]。随不同设计、用途及操作便利的需要而加有其他功能，例如安全保护、电池状态检测及显示等。
储能（电池）
为了在没有外部电源的情况下为其他设备供电，行动电源需要有电池作能量储存[3]。大部份的行动电源使用的电池为锂离子电池（Li-ion）或锂离子聚合物电池（Li-PO），有少部份的行动电源使用镍氢电池（Ni-MH），早期也有些行动电源使用一次电池。
使用镍氢或一次电池的行动电源均容许使用者自行更换电池，也有少部份使用锂离子电池的行动电源容许使用者自行更换电池，这类行动电源所使用的电池多为常见及容量较大的18650锂离子电池。让用家可自行更换电池的好处是：
- 当电池电量用尽时，使用者可即时换上预先充满的电池就可以继续使用，无需等待电池充电
- 当电量需求不高时，使用者可视情况减少电芯数目，以减轻重量（只能使用一枚电芯的不在此述）
- 当电池老化、使用寿命将尽时，使用者可自行换上新的电芯，以降低成本
但由于必须使用标准尺寸的电池，可更换电池的行动电源的外观设计有相当限制，例如不可造得较薄。
锂离子电池（Li-ion）或锂离子聚合物电池（Li-PO）是当中不论是以重量计或以体积计，能量密度都是最高的，也即最轻及最细。此外，锂离子/离子聚合物电池在充电及放电过程中的效率也较高（浪费掉的能量/电较少）。但价格也是这些电池中最高，而且因为过充或过放也很容易使电池永久损坏，所以需要有较精密的电子线路控制充放电。由于锂离子/离子聚合物电池会在高温下会自燃，安全及稳定性成了极重要的要求，需要有可靠的安全保护电路防止任何导致超温的情况出现。
锂离子聚合物电池则没有硬的外壳，所以重量上锂离子聚合物电池会略微轻些，而且由于没有硬壳，便于制成特定尺寸以配合外观，但锂离子聚合物电池在充满电后体积会略为膨胀变大，需要在设计时预留空间，免得电池内压力过大而做成危险。
镍氢电池效率较低，而且也较重，但新的低自放电（低漏电）镍氢电池的自放电比锂离子电池还低，而且在寒冷环境的性能也比锂离子或锂离子聚合物电池佳。
充电及供电
而放电时，由于绝大部份的手持式移动装置等消费电子产品都接受USB接口标准的电源供电，所以行动电源的输出端大多跟从USB接口的机械及电器特性要求，结果输出电压基本都上是5V，有些行动电源设计成为手提电脑充电，手提电脑有要求非5V电源，所以有少数行动电源输出电压并非5V。由于高通快充的普及，市面上也出现支援快充的行动电源。 由于电池电压与输出电压有差距，所以必须使用直流电压转换电路将电压转换致所需电压，要求由于考虑电池的耐用性（续航力），对直流电压转换电路的效率有一定要求。
现在的电池充电集成电路多含有多样功能，包括电池过高温及过低温的检测作出温度保护的功能（包括过高及过低），并基于电池温度控制及调整充电过程；调整充电速率所需的电压转换，这转换理论上可以线性电路方式对电池充电，但这样会浪费能量，所以行动电源可算是全都采用开关式电源方式作充电时的电压转换，有些集成电路甚至兼备充电及放电所需的电压转换功能，充电器也负责。充电器也负责在电池充满时停止充电。 由于手持式移动装置等消费电子产品多使用USB micro B插座作充电接口，基于兼容性考虑，行动电源也多使用USB micro B插座作电压输入。
其他功能组件
显示器
大部份的行动电源只有简单的显示功能作显示最基本的资讯，这类产品多以一两枚单色或多色的LED作显示操作状态，有些会用数枚LED显示内部电池电量。有些行动电源能显示较多和复杂的资讯，例如：
- 操作模式
- 内部电池资讯
- 电源电压
- 剩馀电量， 馀下电量百分比（%）、安培小时（Ah）
- 输出端资讯
- 输出电压（V）
- 输出电流 (mA/A)
- 已输出电量 （mAh/Ah）
快充
电池安全保护
锂离子电池或锂离子聚合物电池容易因处易不当而永久损坏或起火，所以若使用锂离子电池或锂离子聚合物电池，那就必需有专用的保护电路以防止损坏或危险。所需要的保护必需包括：
- 过压保护：不论充满与否，若因充电导致压过高而超过预设值时停止充电这个也常称作过度充电保护，但技术上，即使未充满也可有过压发生。
- 过度放电保护[4]：当过度放电，电池电压等于或低于设定值时停止放电。[4]
- 过流[4]／短路保护：在电流过大或发生短路时停止放电（关断输出）。[4]
- 过温保护：在电池温度高于或低于设定值时降低充电速度或停止充放电（也可两者兼有）。
保护被触发后，通常在情况恢复正常后会自动解除，但过度放电保护需要手动按键或充电激活才能解除。[4]
大部份锂离子电池整合了大部份保护功能在单一模块内，称为保护电路模组（Protection Circuit Module，PCM），并靠近电池，这类保护电路模组提供的保护包括：过压保护、过度放电保护、过流/短路保护，除此之外会有温度感测用的传感器[4]，这传感器多为NTC热敏电阻，但保护电路模组不会有过温保护功能，过温保护功能是由充电电路或处理器配合保护电路模组上的温度传感器达成[4]。
性能/规格
- 电池容量—以 mAh 或 Ah（安培小时）为单位，一般上，不可自行更换电池的行动电源多会标示其电池容量。
- 输出规格—指插座数量、插座现格、输出电压、输出电流、及是否支援快充（例如高通快充、USB Power Delivery）等。输出端插座通常使用 USB-A，但有部分使用 USB-C；而输入端则通常使用 Micro USB 和 USB-C，但也有部分使用 Mini USB 或是 Lightning。
- 能量转换效率—电池在充电或放电时本身有能量损耗，而提升电压的直流电压转换电路也有能量损耗，转换效率会视乎工作环境（温度、电压差、输出电池…等）而改变，业界标准约为80%至90%，以现有科技，高于90%是不可能的[5]。
附带功能
储备电能并为其他电子装置提供电源，这是所有行动电源都有的功能，但有些其他功能不是所有行动电源都有：
图集
参考资料
- ^ What is a power bank? Power banks explained. [2018-07-18]. （原始内容存档于2018-07-19）.
- ^ What Are Power Banks and How Do They Work?. [2018-07-18]. （原始内容存档于2021-03-31）.
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 How Power Bank Works – Principles and Concepts Explained. [2019-03-09]. （原始内容存档于2020-08-13）.
- ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 安全使用鋰電池 利用保護電路防止過充/過放/短路. [2019-03-09]. （原始内容存档于2021-04-28）.
- ^ PowerBanks "How It Works". [2019-03-09]. （原始内容存档于2020-07-30）.
