充电宝

手机的功能越来越多、屏幕越来越大，人们在工作、逛街、户外等方面的用电需求日益增加，充电宝这种便携式储能设备就成为随时补电的理想选择。虽然目前便携移动电源充电宝在研发设计中面临着诸多挑战，但正因为这些挑战，让其成为企业快速抢占市场的重要条件。便携式储能设备需求增大，那么便携锂移动电源充电宝市场发展可期可待，轻量化、定制化、安全快充的市场需求也会成为未来的发展方向。现在，市场上各类需要配备移动电源充电宝、且要求快速充电的电子产品越来越多。

航顺HK32C030为核心，设计了一个完整的移动电源系统，控制充放电的电压、电流、功率等状态，具有过温保护、超温自动降额、过流、过压等完善保护措施。同时支持各种协议的快速充电，以及大电流快速放电。支持充电/放电电压5~22V，最大充放电功率100W。

方案主控MCU为HK32C030，设计的主要优势有：强抗干扰能力、超低功耗、宽温度（105度）等。与稍早一代的其他方案相比较，性能更稳定，价格也更有优势。

除了充电宝，这套方案也适合其他相关行业，如移动电源、户外电源控制、新能源、大功率智能电动工具电池包、便携式产品电池包BMS、便携移动电源充电宝等市场。特别适合用于要求有快速充放电、兼容各种充放电协议的便携移动电源充电宝方案的应用：DC输入充电（5~20V）、TYPE-C输入充电（PD协议，5~20V，MAX 100W），输出USB、TYPE-C或普通供电输出要求。

产品系统框图

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充电宝实物图

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航顺HK32C030系列MCU主要规格

  • CPU 内核

  • ARM® Cortex® -M0
  • 最高时钟频率：64 MHz
  • 24 位 System Tick 定时器
  • 支持中断向量重映射（通过 Flash 控制器的寄存器配置）

  • 工作电压范围

  • 主电源 VDD：2.6 V ~ 5.5 V
  • 工作温度范围：-40°C ~ +105°C
  • 典型工作电流

  • 运行（Run）模式：1.46mA@8MHz；7.31mA@64MHz

  • 睡眠（Sleep）模式：1.05mA@8MHz；671μA@32kHz

  • 停机（Stop）模式：
  • LDO 全速：128μA@3.3V
  • LDO 低功耗：2.8μA@3.3V

  • 存储器

  • 64 Kbyte Flash（包括 Bootloader 区）
  • CPU 主频不高于 24 MHz 时，支持 0 等待总线周期访问 Flash。
  • Flash 具有数据安全保护功能，可分别设置读保护和写保护
  • 10 Kbyte SRAM

  •  时钟

  • 外部高速时钟（HSE）：支持 4 ~ 32 MHz
  • 外部低速时钟（LSE）：32.768 kHz
  • 片内高速时钟（HSI）：8 MHz/16 MHz/64 MHz
  • 片内低速时钟（LSI）：40 kHz
  • PLL 时钟：64MHz（最大输出频率值）
  • GPIO 外部输入时钟：32 MHz（最大值）

  • 复位

  • 外部引脚复位
  • 选项字节装载器复位
  • 看门狗（IWDG 和 WWDG）计数器复位
  • 电源上/下电复位（POR/PDR）
  • 软件复位
  • 低功耗管理复位

  • 可编程电压监测器（PVD）

  • 8 级检测电压门限可调
  • 上升沿和下降沿检测可配置

  • GPIO 端口

  • 最多支持 40 个 GPIO 引脚
  • 每个 GPIO 引脚都可配置为外部中断输入
  • 提供最高 40 mA 驱动电流

  • l数据通信接口产品概述

  • 3 路 UART：可以通过自带的波特率发生器产生不同的波特率，并且还支持单线半双工通信、多处理器通信等功能。
  • 2 路高速 SPI：支持 4 至16 位可编程数据帧，带复用的I2S 接口。
  • 2 路 I2C：支持超快速模式（1 Mbit/s）、SMBus 和 PMBus。在 Stop 模式下，支持数据接收唤醒。

  • 定时器及 PWM 发生器

  • 1 个 16 位高级定时器（TIM1 共 4 路 PWM 输出，其中 3 路带死区互补输出和刹车功能）
  • 5 个 16 位和 1 个 32 位通用定时器（TIM2/TIM3/TIM14/TIM15/TIM16/TIM17）
  • 1 个 16 位基本定时器（TIM6）

  • DMA 控制器（带 5 个通道）

  • 支持定时器、ADC、SPI（I2S）、I2C、UART 等多种外设触发。

  • 定点数除法/开方运算单元

  • 支持 32 位定点数除法，可同时得到商和余数
  • 支持 32 位定点数高精度开方

  • 片内模拟电路

  • 1 个 12 位 SAR ADC（多达 23 路模拟信号输入通道）
  • 最高转换器频率：1.14 MSPS
  • 支持自动连续转换、扫描转换功能
  • 内部参考电压

  • 温度传感器

  • 9 位分辨率温度传感器，温度采集范围为：-40°C ~ +105°C

  • 日历RTC

  • 带闹钟功能

  • 数据安全

  • CRC 校验硬件单元

  • 96 位芯片 UID 标识

  • CPU 跟踪与调试
  • SWD 调试接口
  • ARM® CoreSightTM 调试组件（ROM-Table、DWT 和 BPU）
  • 自定义 DBGMCU 调试控制器（低功耗模式仿真控制、调试外设时钟控制、调试及跟踪接口分配）

  • 可靠性

  • 通过HBM6500V/CDM2000V/LU800mA 等级测试。

来源：航顺芯片

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第一步：电池备料

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电池分内阻，平面是负极，凸面是正极，注意正负极不要反，使用内阻仪测量两节电池内阻和当前电压，两节电池内阻和当前电压差距越小越好，电压差距低于0.05V，内阻差距低于0.2mr。

为了使用安全，两节电池正负极都要贴上青稞纸，有孔的贴正极，无孔的贴负极，这里注意一下，正极是先贴青稞纸再焊镍带，负极则是先焊镍带再贴青稞纸，先贴正极，对比剪一段合适的长度的0.15mm镍带，用点焊机焊6（可多不可少）个点保证牢固，重点要把NTC放到电池中间夹紧，再焊镍带，再贴上青稞纸。

接下来就是用适量硅橡胶把NTC粘在电池上。最后在正负两极中间点位进行镀锡方便后续操作。

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第二步：PCB备料

拿到的PCB首先需要进行目检，重点检查为图1红色标注地方，主要为SW6208的主控四边、屏幕、FCP座子焊接情况，有无虚焊、缺焊、短路等情况，同时仍要检查基本电容电阻有无焊接异常。确认无误后可在SW6208上添加散热块，进行辅助散热。

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图1

BAT负极，BAT正极电池端的极性进行焊锡，引线焊锡，黑色为负极，红色为正极，正极负极同PCB这里正极负极相对应，放置居中位置可以确定引线长度，然后预留，预留部分后剪断，使用剥线钳将线材剥出，再补上锡。

注意事项：注意引线长度，避免过长造成物料浪费，避免过短，导致后续焊接电池出现难度。具体测量方式参考视频演示。

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图2

此时将电池组的NTC引线焊接至PCB的NTC位置，并且注意电池正负极正确放置将PCB与电池齐平放，再次核对，黑线为负极，红线为正极，不可置反置反后将对PCB造成无法逆转的伤害！！！PCB背面的插件电容处贴上缓冲泡棉，避免冲击时，引脚对电池造成伤害。

如下图3：

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图3

按照电池正负极，分别将PCB的电源正负极焊接到电池组上，如图4：

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图4

装上提前准备好1.14英寸TFT彩屏，和3D打印外壳，全新的PCB，需要使用充电才能进行激活，成功激活后电量显示正常、充电正常、功率正常，表示该PCB焊接无误能正常使用。如图5：

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图5

确定无误后按下屏幕，将屏幕取下，进行后续操作。取出准备好的电池外壳，将外壳底部，侧边打上硅橡胶，同时在电池两侧贴上合适厚度的缓冲泡棉，进一步提高抗摔能力。

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在放置完成后以该模式情况下，对其进行充放电测试。

第三步：充放电测试

测试步骤1：协议测试，使用协议表，检查A口，C口协议，确保接口无异常。正常接口应该如图6、7所示

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图6、7接口协议正常情况

测试步骤2：充电测试，使用PD3.0的充电器对充电宝进行充电，安装电量不同情况，功率应有不同的变换。测试步骤3：摇晃无声响、离地1m、1.5m跌落无异常。测试步骤4：进行完整的充、放电循环，检查放电、充电的曲线是否正常。

第四步：成品组装

完成测试确定无误后，将透明外壳装上，注意安全到位，确保可以正常安装，检查边缘一圈是否贴合到位，将后盖按下。

Tips：先握住两边，将中间用手用力居中按下，听到咔嚓一声，表示中间部分已安装到位，底板四边使用辅助工具（如橡胶锤），注意将按键悬空避免冲击造成损坏。如下图8：

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图8

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将四边安装好后查看按键是否正常，正常则充电宝安装完毕。

来源：CW32生态社区

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